practica fundamentos de mecánica del medio continuio


Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil

Fundamentos de mecánica del medio continuo Práctica
Curva esfuerzo-deformación

Grupo 07
Profesor: Dr. Rigoberto Rivera Constantino.









Introducción.
 
La relación entre el estado de esfuerzos s, inducido en unmaterial por la aplicación de una fuerza, y la deformación e que produce se puede representar gráficamente. Una curva típica de la relación entre s y e es la de la siguiente figura:
 

 
 
Entre el origen de coordenadas O y el punto P el material es elástico, y la relación entre el esfuerzo y la deformación es lineal y dada por la Ley de Hooke:
 

 
donde M es el módulo de elasticidad y viene dadopor la pendiente de la recta OP:
 
M = tan a
 
Esta zona lineal se denomina “rango elástico”. La ordenada sL del punto P se denomina “límite elástico” y corresponde al esfuerzo más alto que se puede aplicar sobre el material sin que éste deje de ser elástico, esto es, sin que la deformación sea permanente o residual cuando el esfuerzo deje de actuar.
 
El tramo PU de la gráfica ya no es una recta,sino curva. A la ordenada sU del punto U se le denomina “esfuerzo último” y es el esfuerzo máximo que se le puede aplicar al material. Esta zona entre P y U se denomina “rango inelástico” y nos indica que los esfuerzos que actúan sobre el material producen en éste deformaciones residuales o permanentes.
 
La zona de la gráfica entre los puntos P y R se denomina “rango plástico”. En esta zonaocurre una deformación plástica del material, de manera que, aunque la intensidad del esfuerzo disminuya, la deformación del material aumenta.
 
La ordenada sR del punto R se denomina “esfuerzo de ruptura” y es el esfuerzo que produce la ruptura del material.
 
También se puede definir el “límite elástico aparente de Johnson”, J, el cual se define como el punto donde la pendiente de la curva es lamitad de la pendiente del rango elástico:
 

 
 















Objetivo
Obtener la curva esfuerzo-deformación de tres materiales (neopreno, plastilina y arcilla blanda) con diferente comportamiento mecánico.
Desarrollo
En la práctica se nos proporcionó 3 probetas de los diferentes materiales, los cuales ya estaban montados en el equipo de medición del laboratorio, el cual tenía un deformímetro yun péndulo donde se colocaban placas de metal para aplicar distintas cargas de fuerza. Ver imagen 1.

Imagen 1.
Al comienzo de la práctica aprendimos como usar el micrómetro con el que iríamos midiendo las deformaciones, posteriormente procedimos a dividirnos en tres brigadas (una para cada material) para así poder comenzar con el experimento. Lo primero que se midió fue el esfuerzo que tenía en elmomento que estaba estático, el cual se tomó como el punto inicial. Lo segundo fue ir agregando las cargas (ver imagen 2) para después comenzar a medir las deformaciones cada 55 segundos hasta llegar a 8 lecturas para después hacer lo mismo pero retirando las cargas. Después de tomar nota de las lecturas, estas fueron comparadas para saber que tanto se deformo y si el material en cuestiónregresó a su estado original.

Imagen 2.
Resultados:
PLASTILINA
DATOS GENERALES (cm)
Ds
3.59
H1
3.59
Dc
3.63
H2
3.59
Di
3.63
H3
3.6
mm
 
g
9.78
 
 
 
 
As
10.12231374
Am
10.3113333
Ac
10.34913726


Ai
10.34913726



TIEMPO
INCREMENTO DE CARGA
CARGA TOTAL
LECTURA MICRÓMETRO
DEFORMACIÓN TOTAL
DEFORMACIÓN UNITARIA
ÁREA CORREGIDA
ESFUERZO DESVIADOR
min
kg
kg
mm
mm
%
cm2
kp/cm2
0
0.000
0.000
18.770
0.0000.000
10.311
0.000
1
0.250
0.250
18.695
0.075
2.087
10.531
0.232
2
0.250
0.500
18.553
0.217
6.039
10.974
0.446
3
0.250
0.750
18.425
0.345
9.601
11.406
0.643
4
0.250
1.000
18.287
0.483
13.442
11.913
0.821
5
0.250
1.250
18.112
0.658
18.312
12.623
0.968
6
-0.250
1.500
17.925
0.845
23.516
13.482
1.088
7
-0.250
1.750
17.700
1.070
29.777
14.684
1.166
8
-0.250
2.000
17.541
1.229
34.202
15.671
1.248
9...