Esfuerzo deformacion bronce algor

SEGUNDO PARCIAL ELECTIVA TECNICA III AREA DE DISEÑO
Nombres | Código |
Cristhian Joel Rodríguez Velandia | 2009130029 |
Juan Carlos Barragán | 2009130041 |
Leonardo Parada Cuervo | 2009130048 |
Gonzalo Malangón | 2009130056 |
Johan Alexander Caballero | 2009130042  |

Teniendo como objetivo observar y analizar las características de algunos materiales, se realiza un ensayo detracción uniaxial a unas probetas normalizadas Fig. 1. Este ensayo es realizado en una maquina universal de ensayos de tracción Fig. 2.

Fig. 1 Fig. 2
Este tipo de ensayos es realizado con la finalidad de determinar algunas características mecánicas de los materiales como son; Modulo de elasticidad, Coeficiente dePoisson, Limite de proporcionalidad, Limite de fluencia, Limite de elástico, resistencia a la tracción.
Es importante recordar la ley de Hooke, la cual relaciona la fuerza axial aplicada, la longitud de la probeta, la sección transversal, el modulo elástico del material y la elongación correspondiente a una longitud inicial. Esto se representa de la siguiente manera:

Recordemos que la tensiónnominal en una probeta sometida a una carga axial y con una sección transversal definida se describe así:

Ahora la deformación ingenieril se define por la razón entre la elongación y la longitud inicial de la probeta:

Y por último la tensión real se obtiene con la relación entre la fuerza axial y la sección transversal de área variable:

Este mismo tipo de ensayos pueden ser realizados enalgunos software de simulación como Autodesk Algor.
Realizamos la prueba para una probeta normalizada Fig. 3. en bronce.

Fig. 3
Inicialmente se modela la probeta en Autodesk Inventor con las dimensiones estándar Fig. 4. Luego se exporta a Algor para iniciar su respectivo análisis.

Fig. 4.

La probeta se define de la siguiente manera:
Tipo de análisis: Esfuerzo estático con modelo demateriales no lineales (Fig. 5).
Tipo de elemento: Brick (Fig. 5)
Definición del elemento: Plasticidad; von mises con endurecimiento isotrópico (Fig. 6)
Material: Bronce (el material no existe en las bibliotecas, es necesario crear el material) (Fig. 7)
Opciones de Malla: Fino al 89 %. (Fig. 8)
Condiciones de Frontera:
* Restricción nodal en la superficie externa (Ver Fig.9)
*Desplazamiento prescrito nodalmente a 4 mm

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

Fig. 8

Fig. 9

Después de tener estas condiciones ya definidas, se realiza la simulación y se obtuvieron los siguientes datos, los cuales se tabularon y graficaron para realizar el análisis respectivo (Fig. 10).

Fig. 10
Curva Esfuerzo-Deformación del Bronce Algor
Step | Time | Stress Tensor X-X (N/mm2) | Strain Tensor X-X(mm/mm) |
0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0.25 | 121.11209 | 0.000737 |
10 | 0.5 | 201.86375 | 0.001621 |
15 | 0.75 | 322.982 | 0.00221 |
20 | 1 | 403.7275 | 0.003094 |
25 | 1.25 | 524.84574 | 0.003684 |
30 | 1.5 | 605.591232 | 0.004568 |
35 | 1.75 | 726.722443 | 0.005157 |
40 | 2 | 792.544891 | 0.006059 |
45 | 2.25 | 792.563232 | 0.006726 |
50 | 2.5 | 792.03833 | 0.007792 |
55 | 2.75 |791.743713 | 0.009082 |
60 | 3 | 792.105957 | 0.009865 |
65 | 3.25 | 792.288147 | 0.01107 |
70 | 3.5 | 792.4025 | 0.011891 |
75 | 3.75 | 792.589249 | 0.012928 |
80 | 4 | 793.019394 | 0.014119 |
85 | 4.25 | 793.4337 | 0.014926 |
90 | 4.5 | 793.438217 | 0.016194 |
95 | 4.75 | 793.894089 | 0.016992 |
100 | 5 | 794.090942 | 0.018241 |
105 | 5.25 | 794.319809 | 0.019287 |
110 |5.5 | 794.392792 | 0.020353 |
115 | 5.75 | 794.46788 | 0.021214 |
120 | 6 | 794.47496 | 0.022519 |
125 | 6.25 | 794.510513 | 0.023608 |
130 | 6.5 | 794.557281 | 0.024699 |
135 | 6.75 | 794.544434 | 0.025582 |
140 | 7 | 794.500717 | 0.026919 |
145 | 7.25 | 794.444794 | 0.02804 |
150 | 7.5 | 794.391693 | 0.029167 |
155 | 7.75 | 794.32222 | 0.03007 |
160 | 8 | 794.254364 |...