Propiedades elasticas de los materiales

PROPIEDADES ELÁSTICAS DE MATERIALES
Guía de laboratorio #2

Objetivos:

*Encontrar experimentalmente las constantes elásticas de un material de uso frecuente: módulo de elasticidad, módulo de rigidez y módulo de Poisson.
* Familiarizar al estudiante con las dificultades prácticas que surgen con el uso de las galgas de deformación y su repercusión en la exactitud de los resultados.Marco Teórico:

Ley de elasticidad de Hooke: Su nombre se debe al físico británico Robert Hooke. Formula que lel alargamiento unitario de un material elástico es proporcional a la fuerza con que se le aplica. Tambien relaciona los esfuerzos con la elongación o deformación. Al observar la fórmula podemos observar que la relación es lineal pero solo para esfuerzos que esten dentro del rangoelástico del material

σ = E * Є
Donde:
σ: es el esfuerzo producido
E: es el módulo de Young
Є: deformacion unitaria



Extensómetro: Tambien llamado galga extensiométrica. Es un sensor para medir la deformación, presión, carga, torque, posición, entre otras cosas. Básicamente consiste en una resistencia ,soldada al material del cual se quieren obtener los datos, que al deformarse cambiasu resistividad, esto porque sus conductores se vuelven más largos y finos al ser deformados, por lo que al pasar una corriente durante la deformación se puede medir el cambio en el voltaje y así relacionarlo con la deformación unitaria. La deformación unitaria que miden no consta de unidades pues divide el cambio de longitud con respecto a su longitud inicial.





Factor de galga: Es larelación linealmente proporcional que existe entre la deformación que sufre la galga y su cambio de resistencia eléctrica. Es un dato proporcionado por el fabricante de la galga y se ajusta manualmente en el deformímetro.

Coeficiente de Poisson: Es un parámetro característico de cada material que indica la relación entre las deformaciones relativas en sentido transversal que sufre el material ylas deformaciones relativas en dirección de la fuerza aplicada sobre el mismo. Así, si sobre el cuerpo de la figura se aplica una fuerza de tracción en dirección x se produce un alargamiento relativo ex en esa dirección y un acortamiento relativo ey y ez en las dos direcciones transversales, definiéndose el coeficiente de Poisson como:





Deformímetro: Es un instrumento de precisión quemide el desplazamiento o la deformación.







Esfuerzo cortante: Es la fuerza interna producido por fuerzas que actúan paralelamente al plano que las resiste.

Equipo utilizado:

Flexor SN019320, Measurements Group.
Viga de aluminio con galgas para módulo de elasticidad
Viga de aluminio con galgas para módulo de Poisson
Deformímetro digital, Instrument Division.
Unidad deconmutación y balanceo SB-10 (no indispensable)
Calibrador
Balanza digital


Procedimiento


Módulo de elasticidad:

1. Encuentre las dimensiones de la viga. Tome en cuenta que la longitud será la distancia entre el centro de la galga de deformación y el centro del punto de aplicación de la carga.

Ancho: _ 24___ mm Espesor: ___6.5____ mm Longitud: ___268.5____ mm

2. Calculela carga máxima de manera que el esfuerzo no supere 80 MPa (10MPa por debajo del esfuerzo de fluencia del aluminio 606x-Tx del que están hechas las vigas) utilizando la ecuación (1). Elija diez pesos espaciados regularmente (por ejemplo, incrementos de 50g ó 100g)

3. Instale la viga en el flexor y conecte las terminales de la galga según la figura 1.


Figura 1. Puente para modulo deelasticidad.

4. Retire el tornillo de carga por completo, y lleve el deformímetro a cero con un factor de galga de gf = 2,095. (Ver notas)

5. Aplique las cargas elegidas en forma incremental y haga las lecturas de deformación unitaria correspondientes. Cuando se haya llegado a la máxima carga, elimine las cargas en forma decreciente y haga nuevas lecturas de deformación.

Tabla 1....