Ensayo de Flexión estática en madera

8/10/2019 Ensayo de Flexin esttica en madera

1/13


2/13

2

Personal que realizo el ensayo:

Institucin responsable: Laboratorio de ensayos mecnicos y metrologa - Facultad de

Ingeniera Mecnica - Universidad Nacional de Ingeniera.

- Direccin: Av. Tpac Amaru 210Rmac / Lima 25 - Per

- Telfono: (51) (01) 481 1070

- Pgina web:www.uni.edu.pe

INDICE

Resumen 4

I. Introduccin 5
http://www.uni.edu.pe/http://www.uni.edu.pe/http://www.uni.edu.pe/http://www.uni.edu.pe/


3/13

3

II. Revisin de literatura 6

III. Material experimental 7

IV. Metodologa y procedimientos 7

V. Presentacin de datos 8

VI. Anlisis e interpretacin de datos y resultados 10

VII. Conclusiones 12

VIII. Recomendaciones 12

IX. Bibliografa 12

X. Anexos 13

RESUMEN

Con la finalidad de comparar las propiedades mecnicas ya obtenidas por otros

organismos, se efectu el presente estudio en el marco de la realizacin del curso de

Laboratorio de Resistencia de Materiales, que ejecutan los alumnos de la Facultad de

Ingeniera Mecnica de la Universidad Nacional de Ingeniera y con asistencia tcnica del


4/13

4

Laboratorio de Ensayos Mecnicos y Metrologa, Laboratorio N 4. La propiedad

mecnica que se determin fue la de flexin esttica.


5/13

5

II. REVISIN DE LITERATURA

2.1. Propiedades mecnicas de la madera.

Son aquellas propiedades que se manifiestan en la capacidad de la madera para soportar

cargas o torceduras (flexo torsin). Bajo pequeas cargas la madera se deforma en formaproporcional a la tensin, si la carga aumenta y las deformaciones son mayores que la

tensin se produce una deformacin permanente. Al seguir aumentando la carga se

produce la rotura. Determinan, junto con las propiedades fsicas, durabilidad natural,

caractersticas de secado, resistencia al intemperismo, etc. la aptitud tecnolgica de la

madera para diferentes usos clasificados en dos grandes grupos: estructurales y

revestimientos.

La resistencia mecnica de la madera a nivel ultramicroscpico se debe a la resistencia

de las microfibrillas formadas por molculas de celobiosa de 8.35 x 7.9 x 10.3 angstrom,

unidas mediante enlaces 1,4 alfa entre unidades de glucopiranosa, dentro de las

molculas tambin hay enlaces de hidrogeno entre los grupos OH disponibles y entre

molculas vecinas tambin hay puentes de hidrogeno, lo que confiere una estructura

reticular muy resistente. La mayor resistencia mecnica de la madera est en la regin

cristalina, en la regin amorfa no hay puentes de hidrgeno. La orientacin de las

microfibrillas determina la resistencia de la madera a los diferentes esfuerzos. Como la

subcapa S2 ocupa el 90% de la pared secundaria y tiene un ngulo de orientacin entre

10 a 30, es decir que se orientan casi paralelas al eje principal de las clulas, ofrecen

mayor resistencia a esfuerzos paralelos que perpendiculares al grano.

2.1.1. Flexin esttica

Es el trabajo impuesto a una pieza de madera que descansa sobre dos apoyos, soporta

un peso uniformemente repartido a lo largo de su eje principal o situado en un punto o

sobre varios puntos determinados. Es consecuencia de la compresin en los elementos

anatmicos en los sistemas longitudinal y transversal. Tambin hay esfuerzos de traccin

en la parte inferior de la seccin transversal. La falla primero es en la zona de compresinparalela al grano, despus aumentan las deformaciones en la zona comprimida, el eje

neutro es traslada a la zona de traccin hasta la deformacin total y la falla.

La flexin esttica es una caracterstica indispensable de determinar para decidir la

aptitud de uso en algunos elementos de madera como son las vigas, durmientes, puentes,

postes, etc. A igual volumen una `pieza de seccin rectangular tiene una mayor


6/13

6

resistencia a la flexin que una de seccin redonda; la resistencia a la flexin es mxima

sin se aplica la carga en uno de los cantos de la pieza.

Esfuerzo de la fibra al lmite proporcional = 3 P1 L /2 a e2

P1: es la carga al lmite proporcional expresado en Kg fuerza

L: es la distancia entre los soportes de la probeta, en cm

a y e: son el ancho y espesor de la probeta en cm

Clculo del mdulo de ruptura. = P L / 2 a e2

Clculo del mdulo de elasticidad = P1L / 4 a e3Y

Y: es la deflexin en el centro de la luz al lmite proporcional en cm.

III. MATERIAL EXPERIMENTAL

Muestras de madera de diferentes dimensiones:

M1: 20.3 x 70.25 x 1400 mm

M2: 19.8 x 70.25 x 1400 mm

Maquina Universal de Ensayos, Marca Amsler, Capacidad 5 toneladas.

Reloj Comparador, Marca Mitutoyo.

IV. METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTOS

Para este ensayo se tuvo en cuenta las siguientes caractersticas:

- 2 probetas con dimensiones de 25.4 x 70 x 1400 mm.

- Dispositivos de apoyo.

- Se aplica la carga en la cara tangencial ms cercana a la mdula. El eje del cabezal

debe coincidir con el centro de luz de la probeta.

- Velocidad de la carga de 2.5 mm/min.

- Se registrarn los datos de carga mxima y carga de rotura.

- Aplicacin de frmulas


7/13

7

V. PRESENTACION DE DATOS

En las probetas M1 y M2:

Se calcula previamente las reas de secciones y momentos de inercia de las secciones

respecto al eje de las mismas, que coincide con la fibra neutra.

Cuadro 1. Dimensiones de probetas

Long.(cm)

Ancho(cm)

espesor(cm)

reatransversal

(cm2)

Ix(cm4)

Longitudentre apoyos

(cm)

Muestra1

140 7.025 2.03 14.2608 4.897260 70

Muestra2

140 7.025 1.98 13.9095 4.544234 70

Ix: Momento de inercia de la seccin considerada con respecto al eje neutro de la misma

La carga se aplicar de forma continua durante todo el ensayo a una velocidad de 0,10

pulgadas (2,5 mm) / min.

En la probeta M1 se obtuvo estos resultados:

Cuadro 2. Esfuerzo de rotura

F rotura

(kgf)

max

(Kgf/cm

2

)190 689.1352

En la probeta M2 se obtuvieron los resultados siguientes:

Cuadro 3. Esfuerzos mximos

Carga(kg)

deformacin(mm)

max(Kgf/cm2)

25 0.25 95.31310081

50 0.50 190.6262016

80 0.75 305.0019226

100 1.00 381.2524033

125 1.25 476.5655041


8/13

8

Grafica1. Deformacin VS Carga aplicada en la probeta M2

0

100

200

300

400

500

600

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40

Carga

aplicada

(Kgf)

Deformacion (mm)

Deformacion VS Carga aplicada


9/13

9

VI. ANLISIS E INTERPRETACIN DE DATOS Y RESULTADOS

Los datos obtenidos a travs de los ensayos de propiedades mecnicas en condiciones

normalizadas de laboratorio han sido procesados obtenindose informacin sistematizada

como se muestra en el cuadro correspondiente. Tambin han sido procesados en

computadora con programas Excel a fin de determinar los valores para el rea, momento

de inercia y los esfuerzos mximos correspondientes a cada carga aplicada a ambas

probetas.

Los valores promedio de resistencia mecnica a los diferentes esfuerzos han sido

comparados con los del informe tcnico final del PROYECTO PD 512/08 Rev.2 (I)

Estudio d las propiedades mecnicas de diez especies maderables potenciales de

bosques secundarios y primarios residuales ejecutado por la Asociacin para la

Investigacin y Desarrollo Integral (AIDER), como se muestra a continuacin.

Figura 1. Resistencia a la flexin esttica de diez maderas de bosques secundarios y

primarios residuales

Fuente: Informe tcnico final del PROYECTO PD 512/08 Rev.2 (I) Estudio de laspropiedades mecnicas de diez especies maderables potenciales de bosquessecundarios y primarios residuales - Pg. 28


10/13

10

Figura 2. Resistencia a la compresin paralela de diez maderas de bosques secundarios

y primarios residuales

Fuente: Informe tcnico final del PROYECTO PD 512/08 Rev.2 (I) Estudio de laspropiedades mecnicas de diez especies maderables potenciales de bosquessecundarios y primarios residuales - Pg. 29


11/13

11

VII. CONCLUSIONES

Las probetas analizadas corresponden a la especie mencionada en la boleta de

compra, es decir Utucuro, cuyo nombre cientfico es Sephtoteca tessmannii.

Se tiene que la maderatiene valores de resistencia mecnica media de acuerdo a

las especificaciones establecidas por el Proyecto Andino de Desarrollo en

Recursos ForestalesPAD REFORT de la Junta del Acuerdo de Cartagena.(Ver

Anexo 2)

VIII. RECOMENDACIONES

Es conveniente continuar con los estudios de procedencias a fin de sistematizar

resultados y ampliarlos para estimar la confiabilidad de la informacin.

IX. BIBLIOGRAFIA

Propiedades fsicas y mecnicas: ASTM D 14394 (Reapproved 2000). Standard

Test Methods for Small Clear Specimens of Timber.

Junta del Acuerdo de Cartagena PADT-REFORT (Con el apoyo financiero de la

Comunidad Econmica Europea). 2000. Manual de diseo para maderas del

grupo andino.

AROSTEGUI, A. A 1982. Recopilacin y anlisis de estudios tecnolgicos de

maderas peruanas. LimaPer. PNUD / FA0 /PER/81/002. 57Pag.


12/13

12

X. ANEXOS

ANEXO 1. ENSAYO DE PROPIEDADES MECANICAS PROMEDIO DE 10 ESPECIES


13/13

13

ANEXO 2. ANLISIS DE PROPIEDADES MECNICAS DE DIEZ ESPECIES FORESTALES

Ensayo de Flexión estática en madera

Documents

Transcript of Ensayo de Flexión estática en madera