Marco teorico FLEXION

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES SOMETIDOS A FLEXIÓN.

OBJETIVOS:
Determinar experimentalmente propiedades mecánicas del acero, como el módulo de elasticidad, para el caso de solicitación a tracción.
Determinar experimentalmente el esfuerzo de rotura y observar a falla a flexión de una probeta de madera.

CONSIDERACIONES TEORICAS PARA EL ENSAYO DE FLEXIÓN
Las vigas alformar parte de sistemas estructurales como son los puentes y otros, se encuentran sometidas a cargas externas que producen en ellas solicitaciones de flexión, cortante y en algunos casos torsión; por lo tanto, desde el campo de la ingeniería es de suma importancia estudiar el comportamiento de estas estructuras, evaluando en sus partes y de acuerdo al material con el que estén construidas, laspropiedades mecánicas que aporten información valiosa para efectos de un buen diseño.
En el campo académico, las pruebas de flexión se realizan debido a la aplicabilidad que estas tienen, como ya se menciona y también por la utilidad que proporcionan en cuanto a la definición de las propiedades mecánicas a través de la experimentación.

Flexión: es un tipo de solicitación causada por laaplicación de cargas normales al eje longitudinal del elemento haciendo que este se flexione. Dependiendo del plano sobre el que actúen las fuerzas, de su inclinación con respecto al eje longitudinal y de su ubicación con respecto al centro de cortante de la sección transversal del elemento, se pueden producir diferentes tipos de flexión.

Flexión Pura: Se dice que una pieza está sometida a “flexión pura”cuando se aplica en sus extremos dos pares iguales y opuestos (1), también se refiere a la flexión de un elemento bajo la acción de un momento flexionante constante. Cuando un elemento se encuentra sometido a flexión pura, los esfuerzos cortantes sobre él son cero. Un ejemplo de un elemento sometido a flexión pura lo constituye la parte de la viga entre las dos cargas puntuales.

Figura 1. Esquemade carga para la flexión pura.


Flexión Simple: En la vida práctica son pocos los elementos que se encuentran sometidos a flexión pura, generalmente se encuentran en flexión no uniforme, arrojando unos datos experimentales más sencillos y permite que se presenten de forma simultánea momentos flectores y fuerzas cortantes. Por lo tanto se hace necesario saber que sucede con los esfuerzos y lasdeformaciones cuando se encuentran en esta situación. Para ello se deben conocer las fuerzas internas que actúan sobre los elementos determinándolas para la obtención de los diagramas de momentos flectores y fuerzas cortantes que actúan sobre un elemento dado.

Figura 2. Esquema de carga para la flexión simple.

Para el cálculo de los esfuerzos que se generan por las deformaciones elásticas en lasprobetas, se utilizan las fórmulas de Resistencia de Materiales.

Esfuerzo convencional de una fibra sometida a tracción.

(Ecuación 1)

Definiendo de la ecuación 1 que:

Momento flector (Ecuación 2)

Módulo de resistencia (Ecuación 3)


Donde Ix es el momento de inercia de la sección respecto al eje x y h es la altura de la sección.El momento de resistencia para una sección rectangular es: (ecuación 4)

La fórmula de trabajo para el cálculo de esfuerzos elásticos durante la flexión de probetas rectangulares es : (ecuación 5)

Para la determinación del coeficiente de elasticidad se parte de la siguiente formula:

(ecuación 6)

Para encontrar el valor de E experimentalmente se debe realizar un grafico - de donde se observaen la figura 3 se obtienen unos puntos de donde se saca la regresión de una línea recta y se halla la pendiente de está donde esta es el valor de E.







Figura 3. Gráfico de grafico -
Recordar que el nombre de la figura va abajo y las figura se hacen a mano


Maquinaria, materiales e instrumentos de medida utilizados en la práctica
Maquina: para el ensayo de flexion se utilizó la maquina...