Modulo 2

Módulo 2: Medición de longitud, esfuerzo y deformación
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Mecánica
IMEC 1001 – Fundamentos de experimentación
12 de septiembre de 2013

Roberto Buelvas Gómez (201210886) Daniel Penagos Dardevic (201112287)
Fabián González Garzón (201314123) Jefferson Doncel Morales (201318828)
Objetivos
Entender y aplicar los conceptos de medición de longitud,esfuerzo y deformación en la realización de un diagrama esfuerzo-deformación para determinar las propiedades mecánicas de un material.
Introducción
Los materiales se deforman cuando son expuestos a una carga. Aquellos que se deforman poco son rígidos y los que se deforman mucho son elásticos. Dependiendo de qué tanta sea la deformación puede que se comporte como un fenómeno lineal y que al quitarla carga el objeto vuelve a su forma y longitud original, o puede que la deformación sea permanente. Este segundo caso se conoce como deformación plástica. Diferentes materiales responden de diversa manera a una carga dada. En ingeniería, para poder entender y medir dicho comportamiento, se utiliza un diagrama de esfuerzo-deformación, que relaciona ambos parámetros. El esfuerzo es una manera demedir la carga aplicada al objeto, en donde se independiza de su geometría al dividir la fuerza entre el área transversal.

Normalmente se utilizan probetas fabricadas con especificaciones estándar y equipo especializado para hacer estas mediciones, sin embargo en esta práctica se va a obtener la información necesaria para un diagrama esfuerzo-deformación a partir de un montaje más bien caseropara probetas de polietileno de baja densidad (PEBD).
Equipos
Bolsa plástica. Regla (±0,01cm). Calibrador (±0.01mm). Balanza (±0,01g).Micrómetro (±0.001µ). Masas con valores conocidos. Cinta pegante. Prensa. Marcador. Bisturí.
Procedimiento
Primero se recortaron las probetas de 2cm de ancho por 10cm de largo de la bolsa plástica utilizando la regla y el bisturí. 5 de ellas se recortaronlongitudinales y otras 5 transversales. Con ayuda del micrómetro se midió el espesor de cada una de ellas. Con el marcador se les pusieron marcas con una separación de 4cm. Luego, a ambos extremos se les puso cinta pegante. De uno de los extremos se agarró la probeta con la prensa y del otro se iban colgando las masas con pasos de ±0.05g, teniendo cuidado de que el sistema se mantuviera estable antes decolocarle más peso, para lo cual había que esperar alrededor de 20s cada vez.
En el procedimiento de esta práctica, fue necesario utilizar las siguientes ecuaciones:
(1)
(2)
(3)
(4)
Además de esto, se usó la cuenta mínima de los instrumentos como medida de la incertidumbre en las medidas directas.
Presentación de resultados

Medida
Incertidumbre
Ancho
2cm
0,01cm
Largo
10cm
0,01cm
Espesor
0,02mm0,001mm
Masas
0,05 g
0,05 g
Área transversal
0,004cm2
0,0002cm2
Tabla 1. Mediciones del montaje
La tabla 1 muestra los datos obtenidos antes de aplicarle carga a las probetas. Estos serán necesarios para el cálculo del esfuerzo y de la deformación unitaria en cada caso. Las tablas 4 y 5 de los anexos muestran los datos en términos de peso en N y la distancia entre las marcas de cada probeta en mmpara las longitudinales y transversales respectivamente. Para hallar el esfuerzo se recurre a la ecuación (2) y para la deformación unitaria se usa la ecuación (1). Así, se pueden reescribir las datos de peso y distancia de las tablas antes mencionadas en términos de esfuerzo y deformación unitaria, que son mucho más significativos.
esfuerzo(MPa)
e1(mm/mm)
e2(mm/mm)
e3(mm/mm)
e4(mm/mm)e5(mm/mm)
0
0
0
0
0
0
1,25
0,002439024
0,003671971
0,003649635
0,003159174
0,006105006
2,5
0,014634146
0,018359853
0,01459854
0,009720535
0,018315018
3,75
0,02804878
0,030599755
0,02676399
0,02673147
0,029304029
5
0,041463415
0,045287638
0,03892944
0,037667072
0,041514042
6,25
0,059756098
0,05997552
0,060827251
0,057108141
0,057387057
7,5
0,068292683
0,067319461
0,068126521
0,061968408
0,070818071
8,75...