INFORME N° 2:ENSAYO DE TORSION

Universidad de Magallanes Punta Arenas Chile

Profesor: Danilo ReyesAlumno: Henry YáñezAsignatura: Resistencia de Materiales.

INTRODUCCION

El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material.

OBJETIVOS

1.1. Determinar esfuerzos de corte, ángulos de giro, modulo de elasticidad al corte y las propiedades a la torsión de un material cualquiera.

1.2. Visualizar las diferencias de ductilidad, fragilidad, resistencia a la torsión, así como las fracturas producidas.

1.3. Conocer los parámetros que influyen en el ensayo y las maquinas a utilizar, y también sus aplicaciones prácticas.

INSTRUMENTOS Y EQUIPOS EMPLEADOS

-Maquina de Torsión-Medidor de Torque-Nivel-Goniómetro-Pie de metro-Probeta

PROCEDIMIENTO

1.- Tomar las dimensiones de las probetas (longitud recta, diámetro)2.- Montar la probeta a ensayar en la máquina de torsión.3.- Ajustar el equipo dejándolo en condiciones de funcionamiento (goniómetros en cero, medidor de torque en cero y nivelado).4.- Hacer funcionar el equipo en forma manual, es decir aplicando un giro de 6°.Nivelar la burbuja y medir el torque producido. Es importante nivelar la burbuja en cada medición, puesto que el torque es el producto vectorial o cruz entre fuerza y un brazo, y el medidor de torque esta calibrado para la medición del torque cuando el ángulo entre la fuerza y el brazo es de 90°, lo que ocurre cuando la burbuja está nivelada. 5.- Anotar los valores entregados por el equipo (torque, ángulo de giro).

DATOS OBTENIDOS

TORSION Y ANGULO DE GIRO

Probeta de bronce.

Longitud: 7,6cm=0,076m

Diámetro: 0,6cm=0,006m

Momento de Torsión (Nm)

Ángulo de giro

4 6 °5,2 12°6 18°6,2 30°6,8 42°6,9 54°7,1 66°7,25 78°7,4 102°7,6 126°7,9 156°8,2 198°8,4 240°8,6 300°8,8 360°9 390°9,1 450°9,3 480°9,4 510°fallo 522°

0 100 200 300 400 500 6000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Series2

Eje X: momento torsiónEje Y: ángulo de giro

Esfuerzo de corte y deformación angular.

Para poder calcular los valores de esfuerzos de corte y deformación angular, es necesario recurrir a las formulas vistas en clases:

τ=T ∙ρJ

Donde: T: Momento torsor.τ :Esfuerzode corte

ρ: Radio.

J: Momento de inercia probeta. J= π ∙r 4

2

γ= ρ ∙ΦL

Donde:γ :deformacionangular .

ρ: Radio.

Φ: Ángulo de torsión. (En radianes)

L: Largo de la probeta.

Esfuerzo de corte(Mpa)

Deformación angular

94,31 0,00413

122,61 0,00826

141,47 0,01239146,19 0,02066

160,33 0,02893162,69 0,0372

167,41 0,04546

170,95 0,05373

174,48 0,07027

179,20 0,08680

186,27 0,1074

193,35 0,1364

198,06 0,1653

202,78 0,2066

207,49 0,2480

212,21 0,2686

214,57 0,31

219,28 0,3306

221,64 0,3513

De la tabla anterior obtenemos:

Gráfico Esfuerzo de corte V/S deformación angular

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

50

100

150

200

250

Series2

De la misma manera, a partir del grafico podemos obtener los sgtes. valores:

- Módulo de elasticidad:

G= Esfuerzo decorteDeformaci ónde corte

=94,31Mpa0,00413

=22,83GPa

- Esfuerzo máximo:

τ max=T prom∙C

J=7,63 ∙0,003

π ∙0,0034

2

=179.91Mpa

En el caso del esfuerzo de ruptura se utiliza los datos al momento que el material cede:

τ rup=9,5 ∙0.003

π ∙r 4

2

=224.003 MPa

ACERO

Probeta de acero.

Longitud: 7,64cm=0,0764m.

Diámetro: 0,6cm=0,003m.

Datos obtenidos en la experiencia:

Momento de Torsión (Nm)

Ángulo de giro (θ)

8,6 6°15,1 12°17 18°17,1 24°18,2 30°18,3 36°18,8 42°19,2 48°19,4 54°20 66°20,6 150°20,7 180°20,8 210°21,2 240°21,4 270°21,5 300°22 420°

22,2 480°22,6 540°fallo 582°

De la tabla, se hizo una grafica de momento V/S ángulo de giro.

0 100 200 300 400 500 6000

5

10

15

20

25

Series2

Eje X: Angulo de giro.Eje Y: Momento de torsión.

De la grafica y de la tabla se deduce:

Esfuerzo de corte y deformación angular

τ=T ∙ρJ

Donde: T: Momento de torsión.

ρ: Radio.

J: Momento de inercia probeta. J= π ∙r 4

2

γ= ρ ∙ΦL

Donde: ρ: Radio.

Φ: Ángulo de torsión. (En radianes)

L: Longitud de la probeta.

Esfuerzo de corte(Mpa)

Deformación angular

202,78 0,0041

356,04 0,0082

400,84 0,0123

403,20 0,0164

429,14 0,0205

431,5 0,0246

443,29 0,0287

452,72 0,0328

457,43 0,0370

471,58 0,0452

485,73 0,1027

488,09 0,1233

490,45 0,1439

499,88 0,1644

504,59 0,1850

506,95 0,2055

518,74 0,2878

523,46 0,3289

532,89 0,37

A partir de la tabla, hacemos una grafica esfuerzo de corte vs deformación angular.

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

100

200

300

400

500

600

Series2

Eje X: Deformación angularEje Y: Esfuerzo de corte

Del gráfico podemos obtener los sgtes valores:

-Módulo de elasticidad:

G= Esfuerzode corteDeformaciónde corte

=202,78 Mpa0,0041

=49,45GPa

-Esfuerzo máximo:

τ max=T prom∙C

J=19,38 ∙0,003

π ∙0,0034

2

=456,96 Mpa

-Esfuerzo de ruptura (esfuerzo al momento del fallo):

τ rup=22,9 ∙0.003

π ∙r 4

2

=539,96 MPa