Mesa de pruebas: fuerza vs desplazamiento

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INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de investigación describe el análisis del diseño del banco de pruebas mecánicas para materiales de baja resistencia. El diseño esta basado en las especificaciones requeridas por ELECTROLUX DE MÉXICO, S.A. DE C.V. los requerimientos para este diseño son descritos en el Apéndice E.

El diseño presentado consiste en un banco (marco) de pruebas y un mecanismo deforzamiento a través del cual la fuerza es aplicada a los componentes por analizar. En la salida de dicho sistema se utilizara un equipo electrónico que muestre las mediciones y graficas fuerza-desplazamiento en alguna pantalla.

Para el mecanismo de forzamiento serán presentados dos enfoques distintos: un mecanismo de forzamiento puramente mecánico y otro hidráulico. La primera opción utilizauna prensa mecánica accionada por un motor eléctrico con caja de cambios montada. La segunda opción consiste en un mecanismo de forzamiento manejado por un sistema hidráulico.

El bosquejo general del ensamblado del banco de pruebas se muestra en la figura 1, y los dibujos de los diseños de cada uno de los componentes serán presentados en el apéndice A. Este marco de pruebas será capaz deproveer movimiento lineal en las tres principales direcciones de los ejes coordenados (X, Y, Z), y movimiento rotacional en el plano vertical.

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El desarrollo del diseño seleccionado podrá ser utilizado para la realización de pruebas mecánicas no destructivas a materiales de tamaño reducido. De llevarse acabo el desarrollo, el equipo podría ser utilizado por laboratorio de Metal-Mecánicadel ITCJ para realización de prácticas o actividades que lo requieran, ya que aunque los diseños se basaran en los requerimientos y especificaciones de la empresa ELECTROLUX DE MÉXICO, S.A. DE C.V. este es un trabajo independiente a dicha empresa, por lo que su realización es solo con fines didácticos y de investigación.

El diseño final de los mecanismos mecánico e hidráulico serán mostrados ycomparados, mostrando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

Los requerimientos de los dispositivos eléctricos y electrónicos que proveerán las salidas de fuerza-desplazamiento serán especificados en el Apéndice E. El diseño de los diagramas electrónicos serán basados en las salidas de un transductor de fuerza y un transductor de desplazamiento. Entonces la respuesta de estos sensoresserá enviada a un registrador de ejes x-y, que elaborara las graficas fuerza-desplazamiento. Toda la instrumentación y conexiones requeridas serán descritas y especificadas en el Apéndice E

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Este capitulo muestra los conceptos teóricos más importantes para esta investigación. Estas bases teóricas nos ayudan a determinar, desarrollar, analizar e interpretar el diseño delbanco de pruebas mecánicas para materiales de baja resistencia en estudio, con el objetivo de evaluar la capacidad del diseño para arrojar mediciones de acuerdo a graficas de manera confiable.

2.1 MARCO TEÓRICO

2.1.1 CONTRIBUCIONES DE PASCAL

En el siglo XVII, en Francia, el matemático y filósofo Blaise Pascal comenzó una investigación referente al principio mediante el cual la presiónaplicada a un líquido contenido en un recipiente se transmite con la misma intensidad en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno de los aparatos más comunes para alcanzar lo anteriormente mencionado es la prensa hidráulica, la cual está basada en el principio de Pascal.

Este principio será utilizado en elmecanismo de forzamiento hidráulico para poder suministrar la fuerza necesaria a los dispositivos de prueba y poder realizar ensayos a tensión o compresión.

2.2 MARCO REFERENCIAL

2.2.1 SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA.
Es un sistema en el cual se genera, transmite y controla la aplicación de potencia a través de la circulación de aceite en un circuito. El sistema puede dividirse en...
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