ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIN

PRCTICASDELAASIGNATURA:

MECNICA IASIGNATURA OBLIGATORIA DE 1 DE INGENIERA TCNICA INDUSTRIAL

(ESPECIALIDAD: MECNICA)

PRCTICA4DISTRIBUCINDECARGASENUNACERCHAPLANA

AUTORES :EDUARDO AZANZAGORKA GAINZADPTO. DE INGENIERA MECNICA, ENERGTICA Y DE MATERIALES

Pamplona,marzode2005

Dpto. Ingeniera Mecnica, Energtica y de Materiales PRCTICA 4

1.- INTRODUCCIN

La presente prctica tiene como objeto la resolucin analtica de ladistribucindecargasensobreunacelosaplana.

La celosa plana es una de las formas estructurales ms importantes yutilizadasdelahistoria.Constadeunconjuntodebarrascontenidasenunmismoplano,yconectadasentresmediantertulasquepermitenelgirorelativoentreellas.Dichaconfiguracinpermiteconsideraralasbarrasquecomponenlaestructuracomoelementosquetrabajanatraccincompresin,despreciandolosefectosdeflexin.

Como complemento, se utilizarn tcnicas de instrumentacin queproporcionarnlainformacinnecesariaparaelclculodelasiguientecercha:

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2.- DESARROLLO TEORICO

Eldesarrollodelaprcticaharusodelossiguientesconceptostericos:

Lasestructurasplanaseisostticasdebenverificanlasiguienteigualdadparatratarsedeestructurasestables:

RBN +=2Donde

N=nmerodenudosB=nmerodebarras.R=nmerodeincgnitaspresentesenlasreacciones

Mtododelosnudos.Setratadeunmtodoanalticoparaelclculodeestructuras.Comprendelos

siguientespasos:1Comprobacindeestabilidad.2Clculodereacciones3Resolucinprogresivadelsistemadeecuacionesenlosdiferentesnudosde

laestructura.

Traccincompresin:Loselementossometidosaesfuerzosdetraccincompresin,soportanfuerzas

uniformesentodasuseccinyparalelasensudireccinalejededichaseccin.Lasiguiente ecuacin caracteriza la relacin entre la fuerza aplicada y la tensinresultante:

AF=

Donde:S:TensinresultanteenelelementoF:Fuerzaaplicadasobrelaseccin

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A: Area del elemento sobre la seccin perpendicular a la direccin de lafuerza.

Apartirdelaecuacinprevia,ydebidoalarelacinexistenteentrelatensinexperimentada y la deformacin resultante (), se puede establecer la siguientedependenciaentrefuerzaydeformacin:

= EEAF=

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3.- DESARROLLO PRCTICO

Galgasextensomtricas

Lagalgaextensomtricaesunmtododemedidadedeformacionesy,porlotanto,indirectamentedetensionesexperimentadasporlaestructuramonitorizada.Setratadeundispositivocuyaresistenciaelctricavaraenproporcinalacantidaddedeformacinexperimentadaporeltransductor.

Lasgalgas,consistentesenunfinoalambreconductormontadosobreunabaseplstica,seunensolidariamentealaestructuraanalizada,asegurandoquetodaslasvariacionessufridaspordichaestructurasetransmitanaltransductor.

Esquemadeunagalgaextensomtrica.

La deformacin longitudinal se transmite ntegramente a la galga, la cualrespondeconunavariacinlinealensuresistenciaelctrica,quepermitecaracterizarlagalgaenfuncindelllamadoFactordeGalga,GF:

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R

R

LL

RR

FG

=

=..

PuentesdeWheatstone

ElpuentedeWheatstoneeselmontajeelctricoutilizadoparalecturadelavariacinderesistenciaporpartedelagalgay,porlotanto,deladeformacinsufridaporlapiezaensayada

Puente de Wheatstone a uncuarto

Elmontajeauncuarto,queserelutilizadoenadelante,consisteenunasolaresistenciaactiva,correspondientealagalgainstrumentada.Seaplicaunadiferenciadepotencialconocidasobrecadaunadelasdosramasquecomponenelpuente.Cadaramasedivideasuvezendosresistencias,convalorigualaldelagalgaencondicindereposo.Lagalgasemontasobreunadelasramas,detalmanera,queseobtienelalecturadeladiferenciadepotencialentrelospuntosmediosdecadarama,lacualestdirectamenterelacionadaconlavariacinenlaresistenciadelagalgay,porlotanto,conladeformacinenlaestructura.

Resolviendoelcircuitodelpuenteyaplicandolassimplificacionespertinentes,se obtiene la siguiente relacin entre la tensinde salida del propio puente y ladeformacinsufridaporlagalga:

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4.0 = FG

VV

ex

PuentesdeWheatstone

Amplificadordinmicodedeformaciones.

Paralalecturadeladeformacinregistradaporlainstrumentacinseutilizaunamplificadordinmicodedeformaciones.

Disponedecanalesdeentrada,cadaunodeloscualesobtienelasalidadetensin procedente de un puente de Wheatstone y, tras aplicarle el tratamientoadecuado,indicalacantidaddemicrodeformacionescausantesdedichasalida.

Amplificadordinmico.

Elprocesodemedidasecomponedeunaprimeraetapadeequilibradodelpuente, en la cual, y con la estructura descargada, se aplican las variacionespertinentessobrelasresistenciasinternasparacolocarlasalidadetensinnulaenlasituacindepartida.Alconcluirlaprimeraetapa,seeligelasensibilidadconlaque

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cadacanal,yenfuncindelasmicrodeformacionesqueenlseesperanregistrar,vaatrabajar.Posteriormente,ytrasaplicarlacargacuyasdeformacionesasociadassequierenanalizar, sobre el mdulode visualizacindigital se muestra la salidadetensin.Enlaltimaetapa,sedescargalaestructuraysecompruebaquesevuelveaobtenersalidanulasobreladeformacininicial. Por ltimo,seintroducesobreelcontador de microdeformaciones analgico un valor creciente hasta obtener en lasalidadevoltajedelmismovalorqueelobtenidoduranteelprocesodecargadelaestructura.Deestamanera,lasmicrodeformacionesledasenelcontadoranalgicosonlascorrespondientesalacargaaplicada.

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4.- RESULTADOS

Elinformedelaprcticadeberincluirlossiguientesapartados:

1)Verificacindelaestabilidaddelaestructura.

2)ResolucindelaestructuracuandosobreelnudoiseaplicaunafuerzagenricaF

3)Clculodelafuerzaaplicadaenbasealalecturadedeformacinobtenidaenlagalgacolocadaenlabarrasealada.

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PRCTICA 41.- INTRODUCCIN 2.- DESARROLLO TEORICO 3.- DESARROLLO PRCTICO4.- RESULTADOS