Creep test
Páginas: 5 (1136 palabras)
Publicado: 31 de marzo de 2013
INFORME DE LABORATORIO
TEMA: Creep test aplicado al queso mozzarella.
OBJETIVOS:
Calcular el tiempo de retardación que tiene el queso mozzarella light marca: Kiosco, mediante la aplicación del creep test y las ecuaciones del modelo de Burger.
Aplicar una ecuación constitutiva que pueda ser usada para describir la respuesta de los materiales que siguen un comportamiento viscoelásticolineal en distintos tipos de experimentos en cizalla simple.
Observar la variación de la deformación en función del tiempo cuando el esfuerzo se mantiene constante.
MARCO TEÓRICO:
Modelo de Burger
Presenta modelos muy sencillos que correlacionan adecuadamente los resultados experimentales. Este modelo consta de un elemento de Maxwell y otro de Kelvin en serie.
c) d)
Figura1. Representación del comportamiento viscoelástico de un material mediante los modelos
de a) Kelvin, b) Maxwell, c) Burgers y d) Maxwell generalizado (Fuente: Barnes, H.A.; Hutton, J.E;Walters F. R. S., K.; An introduction to rheology, Ed. Elsevier).
Para conseguir mejores ajustes de los datos experimentales se suelen utilizar los modelos denominados generalizados, que se obtienensuperponiendo el suficiente número de elementos de Maxwell o Kelvin. Lógicamente la calidad de los ajustes mejora, a costa de introducir modelos con un mayor número de parámetros:
Donde:
= Deformación.
= Esfuerzo constante.
G = módulo.
µ0 = viscosidad newtoniana del módulo libre de peso.
t = tiempo de deformación.
= = tiempo de retardación del modelo de Kelvin.
El modelo de Burgertambién puede ser expresado en términos del cumplimiento “Creep Compliance” para un esfuerzo constante ():
Donde J0 es la resilencia (característica mecánica que define la resistencia de un material a los choques) o “compliance” instantáneo; mientras que J1 es el retardo de la resilencia.
La suma de es conocida como: “el balance del estado de cumplimiento”
Lafigura 2 representa las curvas de cumplimiento y retroceso por el modelo de Burger. (Fuente: Barnes, H.A.; Hutton, J.E;Walters F. R. S., K.; An introduction to rheology, Ed. Elsevier).
Usando la porción exponencial de la curva (periodo inicial), el tiempo de retardación es determinado con las siguientes ecuaciones:
ln
= .
La ecuación constitutiva de la viscoelasticidad lineal. Ensayosy funciones
La ecuación constitutiva puede ser usada para describir la respuesta de los materiales que siguen un comportamiento viscoelástico lineal en distintos tipos de experimentos en cizalla simple.
Los experimentos más comunes empleados, basados en la viscoelasticidad lineal para la caracterización de materiales son los siguientes:
• Relajación de esfuerzos.
• Ensayo de fluencia.
•Recuperación elástica.
• Experimentos dinámicos u oscilatorios.
Experimentos de recuperación elástica.
Este tipo de experimentos consiste en la aplicación de un esfuerzo constante estudiando la deformación producida para posteriormente retirar este esfuerzo y observar la recuperación en función del tiempo.
Mientras que en los materiales elásticos la recuperación es total, en losviscosos no hay recuperación y en los viscoelásticos se da una recuperación parcial γ σ r O e = Jo, siendo
Jeº la complianza de flujo estacionario. Este tipo de experimentos de fluencia y recuperación posterior permiten caracterizar la elasticidad del material en términos de Jeº y su viscosidad η. Evidentemente, para un sólido elástico η resulta ser ∞ y Jeº= Je, mientras que un líquido puramenteviscoso presentará una determinada viscosidad η, pero carecerá de elasticidad.
MATERIALES REACTIVOS
Equipo para realizar el creep test Queso mozzarella ligth “Kioso”
PROCEDIMIENTO
1. Este tipo de experimento ha consistido en la aplicación de un esfuerzo constante estudiando la deformación producida para posteriormente retirar este esfuerzo y observar la recuperación en...
TEMA: Creep test aplicado al queso mozzarella.
OBJETIVOS:
Calcular el tiempo de retardación que tiene el queso mozzarella light marca: Kiosco, mediante la aplicación del creep test y las ecuaciones del modelo de Burger.
Aplicar una ecuación constitutiva que pueda ser usada para describir la respuesta de los materiales que siguen un comportamiento viscoelásticolineal en distintos tipos de experimentos en cizalla simple.
Observar la variación de la deformación en función del tiempo cuando el esfuerzo se mantiene constante.
MARCO TEÓRICO:
Modelo de Burger
Presenta modelos muy sencillos que correlacionan adecuadamente los resultados experimentales. Este modelo consta de un elemento de Maxwell y otro de Kelvin en serie.
c) d)
Figura1. Representación del comportamiento viscoelástico de un material mediante los modelos
de a) Kelvin, b) Maxwell, c) Burgers y d) Maxwell generalizado (Fuente: Barnes, H.A.; Hutton, J.E;Walters F. R. S., K.; An introduction to rheology, Ed. Elsevier).
Para conseguir mejores ajustes de los datos experimentales se suelen utilizar los modelos denominados generalizados, que se obtienensuperponiendo el suficiente número de elementos de Maxwell o Kelvin. Lógicamente la calidad de los ajustes mejora, a costa de introducir modelos con un mayor número de parámetros:
Donde:
= Deformación.
= Esfuerzo constante.
G = módulo.
µ0 = viscosidad newtoniana del módulo libre de peso.
t = tiempo de deformación.
= = tiempo de retardación del modelo de Kelvin.
El modelo de Burgertambién puede ser expresado en términos del cumplimiento “Creep Compliance” para un esfuerzo constante ():
Donde J0 es la resilencia (característica mecánica que define la resistencia de un material a los choques) o “compliance” instantáneo; mientras que J1 es el retardo de la resilencia.
La suma de es conocida como: “el balance del estado de cumplimiento”
Lafigura 2 representa las curvas de cumplimiento y retroceso por el modelo de Burger. (Fuente: Barnes, H.A.; Hutton, J.E;Walters F. R. S., K.; An introduction to rheology, Ed. Elsevier).
Usando la porción exponencial de la curva (periodo inicial), el tiempo de retardación es determinado con las siguientes ecuaciones:
ln
= .
La ecuación constitutiva de la viscoelasticidad lineal. Ensayosy funciones
La ecuación constitutiva puede ser usada para describir la respuesta de los materiales que siguen un comportamiento viscoelástico lineal en distintos tipos de experimentos en cizalla simple.
Los experimentos más comunes empleados, basados en la viscoelasticidad lineal para la caracterización de materiales son los siguientes:
• Relajación de esfuerzos.
• Ensayo de fluencia.
•Recuperación elástica.
• Experimentos dinámicos u oscilatorios.
Experimentos de recuperación elástica.
Este tipo de experimentos consiste en la aplicación de un esfuerzo constante estudiando la deformación producida para posteriormente retirar este esfuerzo y observar la recuperación en función del tiempo.
Mientras que en los materiales elásticos la recuperación es total, en losviscosos no hay recuperación y en los viscoelásticos se da una recuperación parcial γ σ r O e = Jo, siendo
Jeº la complianza de flujo estacionario. Este tipo de experimentos de fluencia y recuperación posterior permiten caracterizar la elasticidad del material en términos de Jeº y su viscosidad η. Evidentemente, para un sólido elástico η resulta ser ∞ y Jeº= Je, mientras que un líquido puramenteviscoso presentará una determinada viscosidad η, pero carecerá de elasticidad.
MATERIALES REACTIVOS
Equipo para realizar el creep test Queso mozzarella ligth “Kioso”
PROCEDIMIENTO
1. Este tipo de experimento ha consistido en la aplicación de un esfuerzo constante estudiando la deformación producida para posteriormente retirar este esfuerzo y observar la recuperación en...
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