Procesos Manufactua
Páginas: 6 (1275 palabras)
Publicado: 9 de marzo de 2013
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA NUCLEO DE MATERIALES Y PROCESOS LABORATORIO DE PROCESOS DE MANUFACTURA I
PRACTICA N° 2 ENSAYO DE COMPRESION
Autores: J. Uzcátegui, A. Uribe, J. Fuentes Marzo, 2009
1.- Generalidades
Una probeta de un metal dúctil se comporta de modo elastoplástico cuando es sometida a compresión axial. El áreatransversal se incrementa conforme la altura disminuye. Para mantener la deformación es necesario incrementar las cargas, debido al efecto combinado de endurecimiento por trabajo en frío y al incremento del área transversal. En el ensayo se usa, comúnmente, una prensa hidráulica en la que la probeta se comprime entre dos placas planas paralelas (o herramientas de conformación), Figura 1.
Figura 1.Esquema básico del ensayo de compresión. Fuente: Los autores 2.-Variantes del ensayo de compresión
Existen tres formas en que se puede desarrollar la compresión de un cilindro macizo con relación al estado superficial de las áreas en contacto, ellas son: (a) Compresión sin fricción: Si se aplica un lubricante ideal la fricción puede reducirse virtualmente a cero. La deformación del cilindro seráhomogénea y, en consecuencia, el cilindro será más corto, y, por constancia de volumen el diámetro será mayor, pero manteniendo la forma cilíndrica, Figura 2a. En este caso el estado de esfuerzos es uniaxial. (b) Compresión con fricción deslizante: En la práctica es poco probable reducir la fricción a cero. La deformación del cilindro requiere que las caras de los extremos de la probeta deslicensobre las superficies de las placas de conformación, generándose esfuerzos cortantes debidos a la fricción. Este esfuerzo cortante se opone a la libre expansión por
deformación de los extremos de la probeta con dos consecuencias: (i) El cilindro asume una forma abarrilada, (ii) El roce genera una colina de fricción la cual crece hacia el centro del cilindro. Esto se traduce en un incremento de lapresión de interface (probeta / herramienta), desde el límite elástico convencional, en el borde de la probeta, hasta una presión máxima en el centro, Figura 2b. (c) Compresión con fricción adherente: Es el caso extremo cuando las superficies de las placas son rugosas y no están lubricadas. Aquí, la deformación de las caras de los extremos de la probeta es impedida. Toda la deformación tiene lugarpor esfuerzos cortantes internos que se desarrollan en el cilindro, Figura 2c.
σy
σy
σy
(a)
(b)
(c)
Figura 2. (a) Compresión sin fricción, (b) Compresión con fricción deslizante, (c) Compresión con fricción adherente Fuente: Los autores
3.- Deformaciones y esfuerzos
En esta práctica asumiremos el caso (a), es decir, compresión uniaxial sin roce. Esto puede aproximarsesi se implementan las siguientes acciones: A la probeta se le practican en los extremos ranuras circunferenciales concéntricas de por lo menos 1 mm de profundidad, Figura 3. Esto mantiene una reserva de lubricante a altas presiones, obteniéndose, por consiguiente, una lubricación eficaz. Las caras extremas de la probeta se pulen con papel abrasivo de grano fino.
Las superficies de contacto selubrican en cada paso de carga, con lubricantes que minimicen el roce. La probeta se centra en relación con el eje de la máquina de ensayo.
Figura 3. Probeta de aluminio. Fuente: Lab. de Conformado, UNET.
Debido a la constancia de volumen, el área instantánea, A, se obtiene a partir de la altura instantánea, h, así:
A A0 h0 h
(1)
La carga, P, es simplemente la presión manométrica, pman, por el área sobre la cual actúa (área del pistón), Apistón .
P
pman
Apistón
(2)
El esfuerzo compresivo real es
P A
(3)
La deformación real se obtiene de
ln
h0 h
(4)
Con σ y ε se obtiene el diagrama esfuerzo real frente a deformación real en compresión. Si se representa σ y ε en escala logarítmica doble, con frecuencia, se obtiene una línea recta, n K que...
PRACTICA N° 2 ENSAYO DE COMPRESION
Autores: J. Uzcátegui, A. Uribe, J. Fuentes Marzo, 2009
1.- Generalidades
Una probeta de un metal dúctil se comporta de modo elastoplástico cuando es sometida a compresión axial. El áreatransversal se incrementa conforme la altura disminuye. Para mantener la deformación es necesario incrementar las cargas, debido al efecto combinado de endurecimiento por trabajo en frío y al incremento del área transversal. En el ensayo se usa, comúnmente, una prensa hidráulica en la que la probeta se comprime entre dos placas planas paralelas (o herramientas de conformación), Figura 1.
Figura 1.Esquema básico del ensayo de compresión. Fuente: Los autores 2.-Variantes del ensayo de compresión
Existen tres formas en que se puede desarrollar la compresión de un cilindro macizo con relación al estado superficial de las áreas en contacto, ellas son: (a) Compresión sin fricción: Si se aplica un lubricante ideal la fricción puede reducirse virtualmente a cero. La deformación del cilindro seráhomogénea y, en consecuencia, el cilindro será más corto, y, por constancia de volumen el diámetro será mayor, pero manteniendo la forma cilíndrica, Figura 2a. En este caso el estado de esfuerzos es uniaxial. (b) Compresión con fricción deslizante: En la práctica es poco probable reducir la fricción a cero. La deformación del cilindro requiere que las caras de los extremos de la probeta deslicensobre las superficies de las placas de conformación, generándose esfuerzos cortantes debidos a la fricción. Este esfuerzo cortante se opone a la libre expansión por
deformación de los extremos de la probeta con dos consecuencias: (i) El cilindro asume una forma abarrilada, (ii) El roce genera una colina de fricción la cual crece hacia el centro del cilindro. Esto se traduce en un incremento de lapresión de interface (probeta / herramienta), desde el límite elástico convencional, en el borde de la probeta, hasta una presión máxima en el centro, Figura 2b. (c) Compresión con fricción adherente: Es el caso extremo cuando las superficies de las placas son rugosas y no están lubricadas. Aquí, la deformación de las caras de los extremos de la probeta es impedida. Toda la deformación tiene lugarpor esfuerzos cortantes internos que se desarrollan en el cilindro, Figura 2c.
σy
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(a)
(b)
(c)
Figura 2. (a) Compresión sin fricción, (b) Compresión con fricción deslizante, (c) Compresión con fricción adherente Fuente: Los autores
3.- Deformaciones y esfuerzos
En esta práctica asumiremos el caso (a), es decir, compresión uniaxial sin roce. Esto puede aproximarsesi se implementan las siguientes acciones: A la probeta se le practican en los extremos ranuras circunferenciales concéntricas de por lo menos 1 mm de profundidad, Figura 3. Esto mantiene una reserva de lubricante a altas presiones, obteniéndose, por consiguiente, una lubricación eficaz. Las caras extremas de la probeta se pulen con papel abrasivo de grano fino.
Las superficies de contacto selubrican en cada paso de carga, con lubricantes que minimicen el roce. La probeta se centra en relación con el eje de la máquina de ensayo.
Figura 3. Probeta de aluminio. Fuente: Lab. de Conformado, UNET.
Debido a la constancia de volumen, el área instantánea, A, se obtiene a partir de la altura instantánea, h, así:
A A0 h0 h
(1)
La carga, P, es simplemente la presión manométrica, pman, por el área sobre la cual actúa (área del pistón), Apistón .
P
pman
Apistón
(2)
El esfuerzo compresivo real es
P A
(3)
La deformación real se obtiene de
ln
h0 h
(4)
Con σ y ε se obtiene el diagrama esfuerzo real frente a deformación real en compresión. Si se representa σ y ε en escala logarítmica doble, con frecuencia, se obtiene una línea recta, n K que...
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