DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA MAQUINA DE MICROTRACCIÓN

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA MAQUINA DE MICROTRACCIÓN
ARNOLD FRANCISCO BASTIDAS MELO
EDENSON JAIR TAPIERO EUSSE
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
Octubre 20 del 2014
1. TÍTULO DEL PROYECTODISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA MÀQUINA DE MICROTRACCIÓN DE MATERIALES EN LA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAEn en el siglo XVII, Galileo pormedio del método de prueba y análisis, comienza a hablar de los principios de la mecánica de materiales como una ciencia aplicada o conocida con pruebas rudimentarias de vigas de diferentes materiales expuestas a cargas.[1,2]
Actualmente, los estudios de las propiedades mecánicas de los materiales se realizan por medio de los conocidos ensayos destructivos y no destructivos, los cualescomprenden:
Ensayo de tracción.
Compresión
Flexión
Durezas Brinell, Vicker y Rockwell
Embutido
Impacto mediante la prueba Charpy;
Para ensayos no destructivos se cuenta con:
Inspección Visual
Líquidos Penetrantes
Partículas Magnéticas
La Universidad Tecnológica de Pereira posee un laboratorio de resistencia de materiales que cumple con las funciones de docencia, investigación y extensión. Enéste se realizan los ensayos en materiales para estudiar sus propiedades y sus diferentes comportamientos mecánicos.
Los ensayos de tracción y compresión, son realizados mediante la máquina Universal WPM ZD40 adquirida hace más de 50 años, la cual se encuentra en buen estado, con calibración CFA-13-2431(+-0,21%) por parte de un laboratorio acreditado. Las especificaciones de la máquina universalpermiten realizar los ensayos de tracción haciendo uso de probetas planas, con un espesor mínimo a 10 mm, 226 mm de longitud y 12,7 mm de diámetro para probeta cilíndricas; así mismo, para realizar ensayos de compresión se requiere que las probetas tengan 30 mm de longitud y 12,7 mm de diámetro; evidenciando el uso excesivo de material en cada uno de los ensayos y las limitaciones en la toma demediciones para probetas de menor dimensión.
Otro aspecto que evita un riguroso análisis en los ensayos, es la poca estabilidad de la medida de elongación en un valor de carga, es decir, si en el ensayo se deja de aplicar carga deteniendo la rotación del mando de fuerzas se observa que el visualizador de desplazamiento cambia sus valores en un cierto rango, perdiendo precisión en los diferentespuntos a estudiar.
Lo anterior complica el estudio de los materiales a causa de que máquina universal no cuenta con algún programa de adquisición, análisis y muestreo, por lo tanto se toman varios datos experimentales y se debe hacer la gráfica esfuerzo deformación si se quiere tener los valores del esfuerzo de fluencia, plástico, ultimo, rotura y el módulo de elasticidad.
Por otra parte, el montajeen la Máquina Universal de las diferentes probetas utilizadas para los ensayos de tracción y compresión es de alta complejidad, ya que para la sujeción de las probetas se usan tuercas de superficie esférica; éstas se apoyan en las superficies interiores de los agarres para que los resultados arrojados por la máquina sean precisos; considerando el tamaño y peso para una manipulación manual, esteprocedimiento es poco eficiente.
Las desventajas nombradas anteriormente, acerca del uso de la Máquina Universal para los ensayos de tracción y compresión en el Laboratorio de resistencia de materiales, evidencian la necesidad de una máquina de micro-tracción, que permita realizar pruebas en probetas de menor dimensión y de materiales de baja resistencia; de esta forma se puede aumentar lavariedad de materiales que podrán ser estudiados en el Laboratorio, disminuyendo el tiempo requerido para realizar los ajustes necesarios y facilitando la medición de valores de esfuerzo y deformación con un menor porcentaje de error en cada uno de éstos.
Para apoyar directamente la misión del Laboratorio de Resistencia de Materiales de La Universidad Tecnológica de Pereira, que hace énfasis en...