reporte de practica #5 - ensayo de pandeo de columnas

Instituto Tecnológico de TijuanaSubdirección Académica

Departamento de Metal MecánicaReporte de Laboratorio

REPORTE DE LABORATORIO

Profesor: Dr. Ramiro Gonzales GutiérrezMateria y serie: Mecánica de Materiales EMC 10235D

Lugar: Laboratorio de mecánica de materialesPeriodo: I/F Enero-Junio 2015Carrera: Ingeniería electromecánica.

Título de la practica:

#5 Ensayo de pandeo de columnas

Fecha: 30 de abril de 2015

Equipo# 7

Apellido paterno, materno y nombre(s) MatrículaBlanco Cueva José Luis 12211210Hernández Valenzuela Jesús Antonio 12211116Ortiz Ibarguen José Jairo 13210286Zúñiga Lutz Alfonso Alexandro 12211146

Observaciones:

Presentación Nota Contenido Nota Comprensión Nota1.- Ortografía: 5.- Introducción: 9.- Resumen:2.- Redacción: 6.- Teoría y metodología: 10.- Cálculos3.- Letra: 7.- Resultados: 11.- Conclusiones:4.- Imágenes: 8.- Bibliografía:

Ensayo de pandeo de columnas

RESUMENSe realizó un ensayo de pandeo de columnas a una probeta de acero galvanizado con una sección rectangular de 17.78mm x 0.973mm y una longitud 203mm con lo cual se comprobó la fuerza de pandeo y el porcentaje de diferencia en relación al cálculo teórico de la probeta en 4 diferentes tipos de ensayo. (Doble empotramiento, Doble apoyo, Empotramiento y apoyo, Empotramiento y móvil)Los resultados obtenidos en los diferentes ensayos realizados incluyen: Doble empotramiento: Fuerza aplicada = 34.33N Fuerza de pandeo= 3.5KgF, % = 35, Doble apoyo fuerza aplicada = 17.65N fuerza de pandeo = 1.3KgF % = 73%, Empotramiento y apoyo fuerza aplicada = 22.56N fuerza de pandeo = 2.5KgF % = 45%, Empotramiento y móvil fuerza aplicada = 1.96N fuerza de pandeo = 0.2KgF % = 32



INDICE

RESUMEN....................................................................................................................................1INDICE.........................................................................................................................................2INTRODUCCION........................................................................................................................3OBJETIVOS..................................................................................................................................4MATERIAL Y EQUIPO...............................................................................................................5PROCEDIMIENTO......................................................................................................................6RESULTADOS.............................................................................................................................7CONCLUSIONES........................................................................................................................7BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................................7ANEXOS.......................................................................................................................................8



INTRODUCCIONColumnas

Una columna en un elemento que soporta o varias cargas axiales estas pueden ser concéntricas (la cual se aplica a lo largo del eje centroidal) o de manera (la que se aplica paralelamente al eje centro pero a una cierta distancia del centroide, una de las características de las columnas es que entre más pequeña y gruesa es esta tiene mayor capacidad de carga , pero si esta es más larga tiene un alto grado de sufrir una flexión lateral en ella lo cual es lo contrario entre más pequeña es la columna no sufre flexión pero tiende a fallar de manera que sucede un aplastamiento ya que es más péquela no flexiona solo se aplasta siempre y cuando la carga sea mayor a la resistencia de la columna.

Pandeo de columnas

Cualquier elemento alargado que soporta una carga en su extremo superior es clasificado como columna. El pie de un tendedero, la pata de una Mesa de televisor, un bastón, la columna de una glorieta, etc.

La compresión de un objeto alargado puede producir un efecto llamado pandeo.

El pandeo presenta una situación de inestabilidad elástica que, en principio, puede no ser destructiva para la propia columna, pero puede resultar perjudicial para el resto de la estructura que soporta dicha columna. Sin embargo está claro que un pandeo excesivo también puede producir roturas en ciertas zonas de esta por tracción o compresión localizadas.

Por lo tanto este efecto es algo que siempre habremos de evitar. En respuesta a ello se debe conocer la carga crítica máxima aplicable a partir de la cual comienza a presentarse el fenómeno, y una vez determinada se trabajará bastante por debajo de dicho valor. Para establecer el valor de la fuerza de carga crítica se debe conocer qué factores intervienen durante el pandeo: Entre ellos destacan; Modo de vinculación con los extremos.



OBJETIVOSComprobar la magnitud de la carga critica dada por la ecuación de Euler para 4 tipos de apoyos en columnas:

1. Columna con extremos libres.2. Columna con doble articulación.3. Columna con empotramiento y extremo articulado.4. Columna con doble empotramiento.



MATERIAL Y EQUIPO

Tabla 1.3. Materiales y equipo utilizados para los ensayos de vigas

Especificación de materiales

Descripción Especificación Cantidad Justificación

Viga de acero galvanizado

1 Materia prima para probeta

Libreta y pluma. Material de oficina 1 loteRegistro de resultados

Calculadora Científica 1 Realizar cálculos

Celular con cámara LG L65 – 5MP 1Registrar con fotografías los

ensayos de vigas

Especificación de equipo

Descripción Modelo y marca

Capacidad Precauciones

Modulo neumático N/A 500N Utilizar equipo de seguridad.

Materiales

Hoja y pluma Probeta de acero galvanizado Calculadora científica.



Cinta métrica VernierFigura 1.3. Materiales usados en los ensayos de flexión

Algunos accesorios no son mostrados en las imágenes debido a que no se cuenta con fotografías de ellos

Equipos y accesorios

Empotramiento móvil. Modulo neumáticoFigura 1.4. Equipos usados en los ensayos de flexión y accesorios

PROCEDIMIENTO

Tabla 1.4. Procedimiento a seguir para realizar ensayos de pandeo de columnas

Secuencia Procedimiento Observaciones1 Se coloca la probeta y se ajusta

dependiendo del tipo de ensayo que se realizara

Puede utilizarse mordazas para mantener la probeta fija, mordaza móvil o puede dejarse libre uno o ambos extremos

2 Calibrar la escala de fuerza de la maquina a 0

3 Ajustar el pistón que ejercerá la fuerza sobre la columna

4 Aplicar la fuerza a la columna.



5 Registrar los datos mostrados por la maquina

El dato registrado en este paso es la fuerza aplicada.

6 Retirar la fuerza aplicada en la columna.

RESULTADOS Las fórmulas utilizadas para esta práctica son:

Nombre FormulaFuerza critica

Pcr=π 2E I x

¿2

Momento de inerciaI x=

hb3

12

Tipos de apoyo en la probeta

L (Longitud)

mm

T(Espesor)

mm

A(Ancho)

mm

P (Aplicada)

N

P(Critica)

N

Módulo de elasticidad

Momento de inercia

(mm4)

Extremos libres

203 0.783 17.78 17.658 24.168 70,000 1.441

Empotramiento y libre

203 0.783 17.78 1.962 6.042 70,000 1.441

Doble empotramiento

203 0.783 17.78 34.335 96.675 70,000 1.441

Empotramiento y Movedizo

150 150 17.78 22.563 49.324 70,000 1.441

CONCLUSIONES

Con la práctica pudimos ver las diferentes pandeos y comparamos con el aspecto teórico y corroboramos que a la hora de elaborar la práctica se deben tener en consideración ciertos que en lo teórico simplemente se ignoran por lo cual se debe de tener en cuenta cierta tolerancia a la hora de comparar los 2 resultados



BIBLIOGRAFIA[1] Mecanica de mateariales. Quinta ediciónFerdinand P. Beer / E. Russell Johnston, Jr. / John T. DeWolf / David F. Mazurek



ANEXOSFigura 1.4. a) Empotramiento y móvil, b) Doble libre, c) Empotramiento doble, d) Empotramiento y libre.

a) b)

c) d)

reporte de practica #5 - ensayo de pandeo de columnas

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