Ensayo de torsion

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INFORME DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES
ENSAYO DE TORSIÓN

PROFESOR:
ÁLVARO OCTAVIO GAVIRIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE MEDELLIN
FACULTAD DE MINAS
OCTUBRE DE 2010

GENERALIDADES Y OBJETIVOS

Los materiales estructurales, tienen ciertas características que los hacen aptos para trabajos de ingeniería, como son la homogeneidad, la isotropía, la linealidad y laelasticidad, en las cuales se basa el ensayo de torsión. En materiales como el aluminio, tan empleado en la ingeniería, se ha hecho grandes estudios sobres estas propiedades, con el fin de tener unos estándares de su comportamiento bajo ciertas condiciones, y así, de alguna manera, poder prevenir consecuencias negativas sobre algún trabajo de ingeniería.

Por lo tanto, se realizan ensayos delaboratorio, como en este caso, de torsión, donde se somete a una varilla de aluminio a esfuerzos cortantes, con el fin de analizar una conducta determinada, y poder estudiar todos los efectos que tiene la fuerza sobre ésta, resultados que serían útiles de corregir a la hora de diseñar alguna estructura; para esto, se tienen a la mano los factores de seguridad, y se vale de unos valores máximospermitidos por los estándares, para prevenir alguna catástrofe.

Se tiene como objetivo a cumplir para este ensayo, luego de proporcionar una carga cortante y conocida a la varilla, obtener experimentalmente una gráfica que relacione el torque y el ángulo de torsión, con el fin de deducir gráficamente las propiedades del aluminio, sus relaciones de proporcionalidad y sus puntos críticos que se debentener en cuenta a la hora de un diseño.

DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL

Varilla de aluminio:

Barra hueca compuesta principalmente de aluminio, con aleaciones de distintos materiales, por lo tanto su pureza no es del 100% y su comportamiento no está regido por los tabulados para el aluminio. Al sostenerla y detallarla, se observa que su textura es no rugosa, y su espesor es constante a lo largo detoda su longitud; posee un peso aparentemente uniforme, por lo que se asume homogénea, aún teniendo en cuenta la mezcla de materiales que la conforman

Las dimensiones de la varilla son:

Longitud: 23,9 cm = 0,239m
Diámetro externo: 12,85mm = 0,01285m.
Diámetro interior: 10,37mm = 0,01037m
Espesor: 1,24mm = 0,00124m

PRESENTACIÓN DEL INSTRUMENTAL.

Para la realización del ensayo, seemplearon los siguientes instrumentos, propios del laboratorio de estructuras del bloque M1.

- Flexómetro: Instrumento empleado para medir la longitud de la barra, el brazo y la distancia que separaba el punto de donde emergía la luz del láser y la pared. Para medir las alturas marcadas sobre el papel milimetrado colocado en la pared, se empleó una regla, cuya tolerancia es de 0,001m.

-Pie de rey electrónico: utilizado para medir el diámetro exterior e interior de la varilla.

- Láser: Láser infrarrojo usado con el fin de marcar sobre el papel milimetrado colocado en la pared, las distancias o alturas que ascendía la línea guía, correspondientes a los ángulos que se modificaron sobre la barra, luego de que la carga produjera un momento torsor.

- Soporte y arandelas:Soporte colocado en un extremo de la barra maciza, con el fin de producir una fuerza en una dirección definida. Las arandelas (cada una con un peso definido) se usaron para aumentar gradualmente el peso del sistema, de modo que se produjera el respectivo torque.

DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE

El equipo está formado por una base de madera, un par de apoyos metálicos para fijar la muestra por mediode tornillos, un rodamiento para permitir el giro, unas placas metálicas que son cargas para aplicar el torque, un brazo para colgar las cargas, y un láser que permite marcar el giro de la probeta sobre un papel milimetrado.

En primer lugar se fija la muestra ajustándola en sus extremos con los tornillos, teniendo precaución de dejar el brazo y el láser en posición horizontal, para marcar...
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