Practica de Esfuerzos Combinados

Práctica de Esfuerzos Combinados
Universidad del Valle
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Mecánica

Jasón H.B. 1037472, S. Montoya 1038344, W. Carabali 1124806.


Resumen
Se realizó la práctica con el fin de determinar el comportamiento mecánico de una barra de acero hueca sometida a una carga excéntrica en el extremo libre produciendo de esta manera un momento flector y un partorsor, por medio de la medición de las deformaciones axiales, tangenciales y a 45º, se calcularon los valores experimentales de los esfuerzos. Luego se calcularon los valores teóricos de los esfuerzos y se encontró un error absoluto de 6.1%. Se determinó que el sistema no tuvo histéresis ya que los valores en la descarga fueron iguales a los de carga.

Introducción
Define el experimento
Lapráctica consiste en someter una barra hueca de acero a un estado de cargas flexo torsor, con un módulo de elasticidad sometida a cargas en su extremo libre. Se registran las deformaciones en diferentes puntos de la barra usando las cinco galgas extensiometricas ubicadas tangencialmente, axialmente y a 45°, primero a 0kg, para medir la deformación inicial, luego a 3Kg, 6Kg, 9Kg, 11.72Kg y en su cargafinal de 14.58Kg, de igual forma se descarga la barra para verificar si existe histéresis y cumple con las condiciones de deformación elástica.
Define el propósito científico
Evidenciar el comportamiento elástico del material comprobando la relación de la ley de Hooke que se generaliza para solidos deformables. A partir de la derivación de las ecuaciones por medio de las deformaciones torsionalesde una barra circular y la teoría de elementos sometidos a cargas flectoras, encontramos los esfuerzos teóricos y se compararon con los obtenidos experimentalmente.


Ilustración 1 Ubicación de las galgas extensiométricas que medirán las deformaciones radiales, tangenciales y 45º dependiendo de la posición en que se ubiquen.


Debe responder la pregunta

¿Por qué realizar la prueba?
Se realizala prueba con el fin de comprobar los resultados experimentales con el planteamiento teórico de elasticidad.
¿Cuáles son las posibles fuentes de error entre los datos teóricos y los experimentales?
Obteniendo los datos de manera experimental, la fuente más grande de error puede presentarse al no obtener de manera exacta el diámetro interno y externo de la barra hueca, debido que en su fórmula,estos están elevados a la cuarta potencia y siendo divididos en toda la fracción.
¿Cómo es el comportamiento de las curvas σ Vs
F y τ Vs F?
La curva se comporta de manera lineal, comprobando que se trata de un material linealmente elástico.
Marco Teórico

Derivación de las formulas:

Ley generalizada de Hooke
Para un material lineal elástico, la relación esfuerzo deformación viene de la leygeneralizada de Hooke. Para materiales isotrópicos, las dos propiedades son módulo de Young (módulo de elasticidad) y coeficiente de Poisson . Considerando un cubo elemental en el interior del cuerpo.







Para el Momento Flector
Módulo Elástico
Es la constante que relaciona el esfuerzo con la deformación y es intrínseca de cada material. En una gráfica de esfuerzo contra deformación, la pendiente es elmodulo elástico .
Debido a que es una carga uniaxial, podemos reducir las ecuaciones a:

Para cargas biaxiales será modelado a como esfuerzo plano y deformación plana.
Rigidez
Es la capacidad de un elemento estructural para soportar esfuerzos sin obtener grandes deformaciones, Se presenta relación lineal entre los esfuerzos y las deformaciones, debido a que la rigidez se basa en la ley deHooke.

La rigidez es la razón entre una fuerza aplicada y el desplazamiento obtenido por la aplicación de esa fuerza

Formula de la flexión
Del informe de Flexión en una viga empotrada se obtuvieron las fórmulas para el comportamiento de esta, quedando la expresión para obtener los esfuerzos como:




Muestra que el esfuerzo es proporcional al momento flector e inversamente proporcional al...