Modulo de young por extensométria eléctrica

PRACTICA No. Determinación del Modulo de Elasticidad por medio de Extensometría Eléctrica

Fecha: 08/09/03 Rev.: 0 Por: Víctor M. Sánchez Cabrera Fecha:___/___/___

Nombre del Alumno: _______________________________________ Gpo.:__________

Nombre del Profesor: _________________________________________ Calif.: _______

1 Ingeniería de Procesos y Operaciones Industriales

PRACTICA No.Determinación del Modulo de Elasticidad por medio de Extensometría Eléctrica

Fecha: 08/09/03 Rev.: 0 Por: Víctor M. Sánchez Cabrera

Contenido 1) INTRODUCCIÓN. 2) EQUIPO E INSTRUMENTOS NECESARIOS. 3) PROCEDIMIENTO. a) General. b) Selección e Instalación del Extensométro. c) Obtención de Datos. 4) ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE DATOS. 5) REPORTE. 6) APÉNDICE. a) Hoja de Cálculo. b) Diagramaalambrado de la viga al flexor. c) Detalle de la conexión del flexor al P-3500 d) Fotografía del arreglo. e) Fotografía de la conexión de la viga al flexor

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1) INTRODUCCIÓN. El propósito de estapráctica es medir el modulo de elasticidad (modulo de Young) de una viga de aluminio cargándola a flexión en cantiliver. El modulo de elasticidad, es una constante fundamental para materiales elástico lineales y es un indicador de la rigidez del material. Para varios de los materiales estructurales comunes, incluyendo las aleaciones de aluminio y aceros, la deformación es una función lineal delesfuerzo en un rango amplio de esforzamiento que normalmente se presenta en miembros cargados mecánicamente. La figura No. 1 representa un diagrama típico esfuerzo-deformación para un metal sujeto a esfuerzo axial (por ejemplo: tensión, compresión o flexión).

Figura No. 1 Por definición, la pendiente de la porción lineal del diagrama es el modulo de elasticidad, o sea:

E=
Donde:

Δσ Δε

[1]E = Modulo de elasticidad, psi (N/m2). σ = Esfuerzo, psi (N/m2). ε = Deformación unitaria plg/plg (m/m).

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Hay otra definición de [E] para materiales los cuales no tienen región lineal en sudiagrama esfuerzo-deformación. Esfuerzo es un concepto definido, y no es directamente medible. Es por esto que, la determinación experimental de los esfuerzos en un miembro estructural complejo ó parte mecánica, normalmente requiere la medición de las deformaciones y subsecuente cálculo de los esfuerzos a partir de la Ley de Hooke. Para un estado de esfuerzos uniaxial la Ley de Hooke esreplanteada la ecuación [1] como sigue:

σ x = Eε x σ y = 0 σ z = 0
Para un estado de esfuerzos más general biaxial, la Ley de Hooke se transforma a:

[2]

σx =

E (ε x + νε y ) 1 −ν 2

σy =

E (ε Y + νε x ) σ x = 0 1 −ν 2

[3]

donde: ν = relación de Poisson. Para determinar el esfuerzo en un miembro cargado biaxialmente, se requiere hacer la medición de las deformaciones longitudinal ytransversal y deben ser conocidas las dos constantes elásticas (E y ν). Es obvio a partir de las ecuaciones [2] y [3] que el porcentaje de error de σ será el mismo porcentaje de error en E. Por lo mismo, es importante obtener valores precisos del modulo de elasticidad de los materiales estructurales.
2) EQUIPO E INSTRUMENTOS NECESARIOS.

• • • • • • •

Flexor, dispositivo para generar flexiónen cantiliver. Solera (viga) de aluminio de alta resistencia de, 1/8 X 1 X 12-1/2 plg (3x25x320 mm). * Extensométros de deformación compensados por temperatura.* Indicador de deformaciones portátil P-3500 Pesas de laboratorio con gancho. Micrómetro. Regla metálica.

* Esta práctica se realizará con una probeta ya instrumentada, o sea el extensométro ya pegado y alambrado a la viga.

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