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LABORATORIO DE METALMECÁNICA

PRACTICA Nᵒ 4PROPIEDADES MECÁNICAS EN FLEXIÓN

DOCENTEIng. AFRANIO ANTONIO CARDONA GRANADOS

ESTUDIANTESDARWIN FABIAN GAMBOA PEREZ

Cód. 2090626HEILYN TATIANA CASTRO

Cód. 2080620STEFANNY FRAGOZO VASQUEZ

Cód. 2090625ERIC JHOAN FONSECA RIVERA

Cód. 2091496

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES

BUCARAMANGA2013

INTRODUCCIÓN

La flexión es aquel tipo de deformación que presenta una estructura alargada en una dirección perpendicular a su eje longitudinal, un caso típico son las vigas que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. El concepto también es extiende a elementos superficiales como placas o láminas. El esfuerzo que provoca la flexión se denomina “momento flector” y por lo general va acompañado de otros efectos a causa de cómo esté cargada la pieza y vinculada a la pieza. Otro factor importante es el de la “fuerza cortante”, que resulta siempre que exista una fuerza con componentes transversales a la pieza; cuando la fuerza cortante sea despreciable o este ausente se habla de flexión pura.

Fig. 1. Ejemplo de Flexión mecánica.

Los casos más simples de flexión son de vigas simplemente apoyadas y los de vigas en voladizo. Los resultados que se analizan en este ensayo son los de la deflexión y o desplazamiento máximo de la viga normal a su eje, y el ángulo de inclinación máximo de este. Las variables para poder definir el comportamiento elástico y plástico son: la carga Q y la flexión “y”, o el momento flector M resultante en la sección de control y el ángulo en una longitud prefijada. Este ensayo determina graficas de Momento vs Angulo de Flexión o Carga vs Deflexión con las cuales es posible deducir las propiedades mecánicas mas importantes de los materiales en este tipo de cargas.

OBJETIVOS

o Analizar el comportamiento de las láminas de acero y aluminio al estar sometidas

en flexión.

o Determinar las propiedades mecánicas de los materiales en flexión de las laminas

analizadas.

METODOLOGÍA

Fig. 2. Diagrama del procedimiento realizado

DATOSDimensiones de cada probeta:

A=espesor*ancho

I=(ancho )∗(espesor)3

12

PROBETA DE ALUMINIO

PROBETA DE ACERO DE BAJO CARBONO

Espesor (mm) 5 3.2Ancho (mm) 25.3 25.3Área(mm2) 126.5 81.0

Inercia(mm4) 263.5 69.1Tabla1. Dimensiones de las láminas

TIPO DE APOYO

PROBETA DE ALUMINIO

PROBETA DE ACERO DE BAJO CARBONO

Flecha (mm) C-C 6 8Carga máx (kgf) C-C 430 365

Flecha (mm) B-B 11 11Carga máx (kgf) B-B 140 185

Flecha (mm) A-A 12 9Carga máx (kgf) A-A 121.4 85

Tabla 2. Carga y deflexión de cada lámina.

Medir las distancias desde los extremos a los puntos en los cuales se aplica la carga.

Obtener la grafica de Carga vs Deflexion Maxima en el registrador de puntos.

Aplicar lentamente la carga y obtener el cero cuando la probeta este fija.

Montar las probetas en el acesrorio de flexion del tensometro Monsato W.

Tomar las dimensiones de las laminas(espesor, ancho y largo).

Seleccionar las dos laminas a trabajar(acero y aluminio).

ANÁLISIS Y RESULTADOS

POSICIÓN DISTANCIA ENTRE LOS APOYOS (L)

DISTANCIA ENTRE LAS CARGAS APLICADAS

DISTANCIA ENTRE CARGAS Y APOYOS(X)

A-A 101.8 mm 61.2 mm 20.3 mmB-B 66 mm 34 mm 16 mmC-C 40.1 mm 26.3 mm 6.9 mm

Tabla 3. Distancia entre apoyos y cargas.

Diagrama de Cuerpo Libre de las láminas (DCL)

Fig 3.DCL de la lamina

Realizando momento en el punto A tenemos que:

M A=P2∗X

1. Para cada valor de P y Deflexión Obtenga el valor del momento M y el Esfuerzo.

Se toman los datos de carga para su debida deflexión para poder hallar el momento respectivo utilizando la gráfica realizada en el laboratorio con ayuda del tensiómetro.

Para el aluminio A-A:

y=12mmx=20.3mmPmax=121.4 kgf

M= P2∗X=121.4∗20.3

2=1232.21(Kgf−mm)

Zona elástica

σ=M∗dI

=

1232.21∗espesor2

263.5=

1232.21∗52

263.5=11.69kgf /mm2

Zona plástica

L

XX

P/2P/2

P/2P/2

A B

σ= 2

ancho∗espesor2 (2M+ y dMdy )

0 2 4 6 8 10 12 140

200

400

600

800

1000

1200

1400

Momento flector VS Deflexion

Momento flector VS De-flexion

Deflexion

Mom

ento

flec

tor

Grafica 1. Momento flector vs Deflexión

En la gráfica es posible observar la zona elástica y la zona plástica para el acero cuando se tiene la posición A-A, y de acuerdo a que zona se encuentre cada punto se utiliza la respectiva ecuación para hallar el esfuerzo.

AluminioA-ADeflexion

(mm)Carga (kgf)

Momento (kgf-mm)

Esfuerzo (σ)

0 0 0 01 20 203,00 1,932 41,25 418,69 3,973 60 609,00 5,784 76,25 773,94 7,345 80 812,00 5,266 86,25 875,44 5,867 92,5 938,88 6,468 100 1015,00 7,189 107,5 1091,13 7,90

10 112,5 1141,88 8,3811 116,25 1179,94 8,7512 121,25 1230,69 9,23

Tabla 4. Carga, Deflexión, momentos y esfuerzo para el aluminio A-A.

Para el aluminio B-B:

y=11mmx=16mmPmax=140 kgf

Aluminio B-BDeflexion

(mm)Carga (kgf)

Momento (kgf-mm) Esfuerzo (σ)

0 0 0 01 40 320,00 3,042 50 400,00 3,803 75 600,00 3,424 90 720,00 4,555 95 760,00 4,936 100 800,00 5,317 105 840,00 5,698 115 920,00 6,459 120 960,00 6,83

10 130 1040,00 7,5911 140 1120,00 8,35

Tabla 5. Carga, Deflexión, momentos y esfuerzo para el aluminio B-B.

Para el aluminio C-C:

y=6mmx=6.9mmPmax=430 kgf

Aluminio C-CDeflexión(mm) Carga (kgf) Momento(kgf-mm) Esfuerzo (σ)

0 0 0 01,00 110,00 379,50 3,602,00 185,00 638,25 6,063,00 250,00 862,50 8,184,00 335,00 1155,75 10,975,00 395,00 1362,75 12,936,00 430,00 1483,50 14,07

Tabla 5. Carga, Deflexión, momentos y esfuerzo para el aluminio C-C.

2. Construya los gráficos:

-Momento vs Deflexión y Esfuerzo vs Deflexión

Para aluminio A-A

0 2 4 6 8 10 12 140

200

400

600

800

1000

1200

1400



Deflexion

Mom

ento

flec

tor


0 2 4 6 8 10 12 140123456789

10

Esfuerzo vs Deflexion


Deflexion

Esfu

erzo

(σ)

Grafica 3. Esfuerzo vs Deflexión

Para aluminio B-B:

0 2 4 6 8 10 120

200

400

600

800

1000

1200

Momento flector vs Deflexion

Momento flector vs Deflex-ion

Deflexion

Esfu

erzo

(σ)


0 2 4 6 8 10 120123456789



Deflexion

Esfu

erzo

(σ)


Para aluminio C-C:

0 1 2 3 4 5 6 70

200400600800

1000120014001600



Deflexion

Mom

ento

flec

tor


0 1 2 3 4 5 6 70

2

4

6

8

10

12



Deflexion

Esfu

erzo

(σ)


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