Tortuguita se perdio

Laboratorio 2
Torsión








Mecánica de materiales


Álvaro Octavo Gaviria





Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín
Facultad de Minas
2014
Tabla de Contenido


INTRODUCCIÓN

La torsión en sí se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento torsor o una fuerza que produceun momento torsor alrededor del eje .Los materiales cuando están en operación reciben fuerzas o cargas. En tales condiciones es necesario conocer las características del material para realizar un buen diseño teniendo en cuenta las condiciones donde va a ser utilizado y las cargas a las cuales va a estar sometido para que el material no falle. El comportamiento mecánico de un material es elreflejo de la relación entre su respuesta o deformación ante una fuerza o carga aplicada. El ensayo de torsión se aplica en la industria para determinar constantes elásticas y propiedades de los materiales.
OBJETIVOS

Objetivo General

Conocer el módulo de cizalladura en cortante (G) de manera experimental para el material utilizado en el ensayo de laboratorio.

Objetivos EspecíficosAprender el funcionamiento de la máquina para el laboratorio.
Medir el ángulo de giro de una barra prismática recta.
Relacionar el momento torsor con el ángulo de giro.
Obtener una comparación con los datos reales de la barra.


ANTECEDENTES TEÓRICOS

Para la ingeniería uno de los aspectos más importantes en el diseño de estructuras es conocer las propiedades de los materiales que se van a usarpara esta tarea, así que estos se deben someter a ensayos para medir su comportamiento bajo diferentes condiciones de carga que se puedan presentar, para el caso en que una barra de material no homogéneo sometida a momentos torsores donde se producen tensiones cortantes importantes y se pone en riesgo la integridad del elemento.

Comúnmente la torsión se presenta en ejes de transmisión devehículos y maquinas. Los pares de giro que actúan en el eje hacen que las secciones transversales giren respecto a las demás. Para aproximarse a condiciones ideales en un eje redondo se admite que las secciones transversales sigan siendo circulares, para pequeñas magnitudes se supone que no se alteran ni la longitud ni el radio de la barra, además las superficies de estas secciones transversales seconservan planas y no se producen alábelos.

Para conocer la resistencia de un material a la cizalladura hacemos uso de la Ley de Hooke () (para tensiones bajo el limite de proporcionalidad) donde
Es la tensión cortante, deformación unitaria y G el Modulo de Young el cual es el de nuestro interés en este laboratorio.

Podemos observar que de la expresión del ángulo de total de giro donde T esel torque, el momento polar de inercia y L la longitud de la barra, que . Experimentalmente se obtienen los angulos de giro de un extremo de la bara con respecto al otro, con sus respectivos momentos torsores se crea una nube de puntos que al linealizar permite obtener la razón de cambio , donde conocidas las dimensiones de la barra se conoce igualmente G.

PRESENTACIÓN INSTRUMENTAL

Pararealizar este ensayo se debe utilizar los siguientes elementos:
Barra Hueca de Aluminio

Flexómetro

Calibrador (Mitutoyo) código: 500-144, serial N°: 0005410


Equipo para sostener el material y cargarlo
Laser

Hoja milimetrada


PROCEDIMIENTO

El equipo que se usa está formado por una base de madera, un par de apoyos metálicos para fijar la muestra por medio de tornillos, unrodamiento para permitir el giro, unas placas metálicas para aplicar la carga que producirá el torque, un brazo para colgar las cargas, y un rayo laser para marcar el giro de la probeta.

A continuación se presentan los pasos que se siguen para realizar el ensayo:
Se miden las dimensiones de la barra (longitud, diámetro exterior e interior)
Se fija la barra en sus extremos por medio de los...