Torsion

LABORATORIO DE TORSION
INTRODUCCION
Mediante una maquina de ensayos se deforma una muestra o probeta del material a estudiar, aplicando una fuerza que causa un par torsor. A medida que se va aplicando un torque, se va registrando el ángulo de deformación de la muestra, llegando generalmente hasta la fractura de la pieza. Así pues, el resultado inmediato es una curva de torque frente al ángulode deformación, que transformados en esfuerzo cortante y deformación angular, en función de la geometría de la probeta ensayada aportan una información más general.
OBJETIVO
El objeto de esta práctica de Laboratorio consiste en visualizar el efecto de torsión en una probeta de acero colado frio, empotrada en un extremo y libre en el otro, sometida a una fuerza aplicada en el extremo libre.Encontrar el ángulo de torsión en forma experimental y determinar el módulo de elasticidad del material.

DESCRIPCION DEL ENSAYO
El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material.
Losresultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales.

MATERIALES
* Calibrador
* Equipo para torsión en barras y tubos ref. 110,29
* Probeta de acero colado frio o cold rolled

PROCEDIMIENTO
1.  Tomar medidas de las probetas y anotarlas
2.Alojar la probeta en el sitio correspondiente de la máquina.
3. Ajustar la probeta
4. Graduar la aguja indicadora de ángulos en "cero" y momentos torsor “cero”
5. Colocar las masas de manera paulatina e ir tomando datos
6. Recopilar información y retirar la probeta

DATOS ESENCIALES
* Longitud de la barra: 221 milímetros.
* Dimensiones de la sección de la barra:
5.58mm5.58mm

1.23mm

1.23mm

5.58mm

5.58mm

1.23mm

1.23mm



NOTA: La sección al tener formas curvas similares a las de una elipse, se van a tomar las fórmulas de esfuerzo cortante y ángulo de torsión como si la sección fuera elíptica.

* Material de la barra: Acero Colado en Frío (Cold Rolled).
* Radio específico de la polea del equipo de torsión: 110 mm.

DATOSTOMADOS EN LABORATORIO:
Los datos tomados en el laboratorio hacen referencia a la fuerza aplicada sobre la polea, el ángulo medido en la base o empotramiento de la barra y el ángulo tomado en el medidor de la polea del equipo.

Fuerza (N) | Angulo Base (°) | Angulo Medidor (°) |
0 (Dato inicial) | 6.5 | 4.5 |
1 | 7.0 | 5.5 |
2 | 7.0 | 6.0 |
3 | 7.0 | 7.5 |
4 | 7.0 | 7.5 |
5 | 7.0 |8.0 |
10 | 7.0 | 11.0 |
15 | 7.0 | 14.5 |
20 | 7.5 | 18.0 |

CÁLCULO DEL ESFUERZO CORTANTE:
Para realizar el cálculo del esfuerzo cortante de la barra ocasionada por la fuerza de la polea, lo primero que se hizo fue el cálculo del momento de torsión en el extremo de la barra donde se encontraba la polea.
T=F*110 mm


F
R =110mm
F
R =110mm


Momentode torsión |
F (N) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 10 | 15 | 20 |
T(Nmm) | 0 | 110 | 220 | 330 | 440 | 550 | 1100 | 1650 | 2200 |

Con los cálculos del momento de torsión hechos, se procedió a calcular los esfuerzos cortantes aplicando dicha ecuación para secciones elípticas:
τ= 2Tπ*a*b2
donde a = 5.58mm y b = 1.23mm.
Esfuerzo Cortante |
T(Nmm) | 0 | 110 | 220 |330 | 440 | 550 | 1100 | 1650 | 2200 |
τ (Nmm2) | 0 | 8.29 | 16.59 | 24.89 | 33.18 | 41.48 | 82.95 | 124.43 | 165.90 |

CÁLCULO DEL ÁNGULO DE TORSIÓN:
Para realizar el cálculo del ángulo de torsión ocacionado por el momento torsor realizado por la polea, lo primero que se hizo fue determinar el ángulo de torsión en radianes de acuerdo a los datos de laboratorio....