Esfuerzos Y Deformaciones Strain Gage

OBJETIVO.
Conocer los conceptos básicos necesarios para entender calcular y medir la deformación que sufre una barra en cantiléver (y los cuerpos en general) como resultado del momento generado por las fuerzas internas así como poder ver la relación entre momento, esfuerzo y deformación de una manera teórica y comprobarlo después de forma práctica con la ayuda de un medidor de deformaciones, unstrain gage y una pesa de 1 Kg.
MARCO TEORICO.
Es necesario conocer los siguientes conceptos:
MOMENTO DE INERCIA. Es la resistencia que presenta un cuerpo a ser acelerado en rotación y es la medida de inercia rotacional. Representa una magnitud o valor escalar del momento angular que refleja la distribución de la masa de un cuerpo. Depende de la geometría del cuerpo y de la posición del ejede giro y no de las fuerzas. Se define como la suma de los productos de las masas de las partículas por el cuadrado de la distancia r de cada partícula a dicho eje.

Se integra sobre todo el volumen del cuerpo
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES. Esfuerzo es el resultado de la división de una fuerza y el área en la que se aplica. Se debendistinguir entre fuerzas normales y paralelas. Si no lo son, se deben de descomponer en la suma vectorial de dos fuerzas que sí lo sean. Los esfuerzos con dirección NORMAL son y representan tracción cuando apuntan hacia afuera y compresión cuando apuntan hacia adentro. Si el esfuerza es paralelo al área (de corte) es (tau) tijeras.
Las unidades de los esfuerzos son iguales a las de la presión: MPa,Psi, Kg/, Kg/
TIPOS DE ESFUERZOS


TRACCIÓN

COMPRESIÓN

FLEXION

CORTADURA:

TORSION:

TERMICO:



Coeficiente lineal de dilatación térmica
= Cambio de longitud
Si el cambio de temperatura varía sobre toda la longitud o si varia a lo largo de la longitud, entonces la fórmula anterior es apreciable para cada segmento de longitud “dx”.
La relación entre el esfuerzorealizado sobre el material por tracción o compresión y la deformación que sufre, es una constante llamada MODULO DE YOUNG.
El alargamiento que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada
Forma mas simple de Ley de Hooke F = k S (Resortes)
= Alargamiento L = Longitud original E = Modulo de Young A= Sección transversal

El LIMITE ELASTICO es laextensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes (No recupera la forma original al retirar la carga)
EL PUENTE DE WHEATSTONE es el circuito más sensible que existe para medir una resistencia (No más de 12v)

Si VAB = 0 I = 0 Si Rx = ¿? R3 se ajusta hasta que A y B =0 y Rx = R3

El circuito general de puente de Wheatstone, consiste en cuatro brazosresistivos con una excitación de voltaje, VEX, que se aplica a través del puente. El voltaje de salida del puente, Vo, es igual a:

Opera de la siguiente manera: Cuando se da que R1 /R2 = R4 /R3, el voltaje de salida Vo es nulo. Bajo estas condiciones, se dice que el puente se encuentra balanceado. Cualquier cambio de resistencia sobre cualquier brazo del puente, resultará en una salida delvoltaje no nula. Por lo que si reemplazamos R4 con un strain gage activo, cualquier cambio en la resistencia del strain gage causará el desbalance del puente y producirá una salida no nula proporcional al esfuerzo.
El STRAIN GAGE es una galga extensiométrica que utiliza el puente de Wheatstone para la medición electrónica de diversas magnitudes mecánicas como pueden ser la presión, carga, par,deformación, posición, etc. Se entiende por strain o esfuerzo a la cantidad de deformación de un cuerpo debida a la fuerza aplicada sobre él. Si lo ponemos en términos matemáticos, strain () se define como la fracción de cambio en longitud.
El strain gage metálico consiste en un cable muy fino (De cobre) o papel aluminio dispuesto en forma de grilla. La grilla está pegada a un fino respaldo llamado...