ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y...

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA

ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

(ECITEC) UNIDAD VALLE DE LAS PALMAS

Programa Educativo

Ingeniería Mecatrónica

Plan de Estudios

2009-2

Unidad De Aprendizaje

Mecánica de materiales

Manual de Prácticas de

Laboratorio

Elaboró:

Fecha de revisión: 01/04/2015

UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Manual de prácticas de laboratorio NOMBRE DE LA

UNIDAD DE

APRENDIZAJE

PLAN DE

ESTUDIOS

CLAVE UA PROGRAMA

EDUCATIVO

Mecánica de

materiales

2009-2 11894 Ingeniero en

Mecatrónica

ETAPA CREDITOS AREA DE

CONOCIMIENTO

PROFESORADO

disciplinaria 7 Mecánica Juan Antonnio

Sandoval Chiguil

NO. DE

PRÁCTICA

TÍTULO HORAS PERIODO DE

REALIZACIÓN

FECHA DE

ENTREGA

1 Deflexión

Torsional de una

Varilla Sólida

2

1. INTRODUCCIÓN

Esta práctica consiste en configurar y realizar experimentos en la torsión de sección circular.

Demuestra claramente los principios básicos y da apoyo práctico a sus estudios.

2. COMPETENCIAS

Analizar, comprender y aplicar los conocimientos obtenidos en la materia de mecánica de materiales

en un sistema físico, el cual nos ayudara a tener un conocimiento práctico de la materia.


3. MATERIAL

Tornillos (pieza 1)

Llaves Allen (pieza 1)

Vernier (pieza 2)

Regla (pieza 3)

Nivel de mano

Varilla de acero (pieza 4)

Varilla de latón (pieza 4)

Varilla de latón hueca (pieza 4)

Marco de prueba

Llave de Mariposa

4. MARCO TEÓRICO

Sistema de enseñanza modular de estructuras

El TecQuipment modular nos ofrece un rango de soluciones rentables

de estructuras, el sistema de enseñanza flexible que creemos que es la

más avanzada producto en su campo. El alcance de enseña los

principios básicos de la teoría más avanzada. Tiene 19 módulos de

experimentación de equipos en el escritorio de montaje con el apoyo

de adquisición automática de datos completa y TecQuipment tiene

potentes y populares estructuras de Software (RTS).

Puedes utilizar los módulos de hardware y el software de Estructuras juntos o como productos

autónomos. Sin embargo, utilizando tanto con adquisición de datos automática proporciona una

solución poderosa de enseñanza.

Además, los productos incluyen una selección completa de

guías de usuario, guías para estudiantes, guías de

conferenciante, libros de texto y otros documentos de apoyo

material. Estos trabajan juntos para cualquier persona que

utilice el equipo para que consiga lo mejor de él - como

profesores y estudiantes por igual.

Marco De Estructuras De Prueba

Un ligero y fuerte banco y marco de montaje que sostiene


módulos intercambiables de experimentos y la gama de instrumentación de Estructuras de

TecQuipment.

El marco de ranuras especialmente diseñadas y de auto-posicionamiento tuercas que sostienen las

estructuras de experimentos e instrumentos. Este sistema de fijación es rápido y fácil de usar. Permite

a los estudiantes al cambio, la posición y asegurar cada experimento. Sus ajustables pies soportan el

bastidor para permitir a los estudiantes para nivelar el aparato antes de su uso.

Se suministra en forma de kit con instrucciones de uso y un libro de texto.

Indicador De Fuerza Digital

La pantalla digital de fuerza fija a un marco de

estructuras de prueba (STR1, disponible por separado).

Esto mantiene que los experimentos sean ordenados y

guarda espacios alrededor de la zona de trabajo. La

pantalla muestra hasta cuatro medidas de fuerzas

provenientes de los sensores en muchos de los

experimentos en el rango de Estructuras TecQuipment.

Un interruptor selector de cuatro vías selecciona la

fuerza que se muestra. La pantalla se ajusta

automáticamente su rango a la fuerza. Incluye una salida a la unidad de adquisición de datos

automática (STR2000, disponible por separado). Cuando se utiliza con el STR2000, la Fuerza Digital del

indicador emite todas las señales de cuatro fuerzas en el mismo tiempo a las estructuras de software.

Unidad Automática de Adquisición de Información

La Unidad Automática de

Adquisición de Información es

una caja de interfaz con software

que conecta los experimentos de

la TecQuipment Estructuras van a

un equipo adecuado (la

computadora no incluido).

Permite el registro de datos,

análisis y adicional "virtual"

experimentos simulados. Acepta

entradas de una fuerza digitales

pantalla, una pantalla de tensión digital, un sensor angular y digitales indicadores de deflexión.

Convierte estos insumos en las correctas señales de datos para el ordenador. Entonces, el programa

puede analizar los datos y crear tablas y gráficos. El software también puede simular experimentos

que los estudiantes pueden realizar con el hardware, para que puedan comparar los resultados


simulados y reales.

Software de Estructuras

Estructuras de Software de

TecQuipment es ideal para los

estudiantes de ingeniería civil,

mecánica y estructural. Esto

les permite realizar

experimentos simulados por

computadora que estudie los

principios de estructuras. El

Estructuras Software es el

compañero ideal para

Módulos de hardware de

TecQuipment (Str2 a STR20).

Incluye una forma simulada

de cada módulo hardware. El

software es una herramienta

útil cuando se utiliza en modo

independiente a ordenadores conectados en red. TecQuipment ofrece diferentes redes licencias,

determinados por sus necesidades .El estructuras del software amplía el alcance de cada uno

experimentar más allá de los límites del hardware. Se imita el hardware, sino que permite a los

estudiantes cambiar y se extienden a muchos partes del experimento. Dependiendo del experimento

módulo, el estudiante puede alterar diferentes partes de cada experimento, incluyendo el:

• Tipo y número de apoyos;

• Forma de la estructura o espécimen;

• Material de la estructura o espécimen;

• Módulo de Young de la estructura o espécimen.

El software también permite a los estudiantes aplicar una mayor gama descargas, a menudo

incluyendo las cargas uniformemente distribuidas (que la los estudiantes no pueden aplicarse en

muchos de los equipos experimentos). Los estudiantes pueden ver, tabular y graficar datos,

reduciendo el tiempo necesario para que puedan obtener, procesar y mostrar resultados. Pueden

estudiar y comparar las propiedades de una amplia variedad de diferentes estructuras.

Nota: Se puede comprar el software de Estructuras (RTS) por sí mismo, sino que también se incluye

gratis con la automática de datos.

A continuación se hace la descripción de:

El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten


un cambio en la de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. Existen

tres clases básicas de esfuerzos de tensión, compresivas y corte.

En ingeniería se denomina módulo de elasticidad o módulo de Young a la razón entre el incremento

de esfuerzo aplicando a un material y el cambio corresponde a la deformación unitaria que

experimenta. Tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión siendo una constante

independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado limite elástico.

Tanto el Módulo de Young como el Límite Elástico, son Distintos para los Diversos Materiales.

La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al

cambio térmico, al cambio de humedad otras causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la

deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de

torsión se acostumbra medir la deformación como un ángulo de torsión (en ocasiones llamados

detrición) entre dos secciones específicas.

Las ecuaciones generales utilizados en los experimentos son:

(1)

(2)

Dónde:

E = módulo de Young (Pa)

ε = deformación

σ = esfuerzo (N/m2)

F = fuerza (N)

A = área (m2)

5. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

Para la realización de la práctica utilizamos dos set de materiales con los cuales realizaremos todas las

prácticas de curso de Mecánica Aeroespacial de Materiales.


Es muy importante antes de comenzar la práctica hacer un “inventariado” de los materiales que

están en el set y asegurarse que no falte ninguno o que ninguno venga dañado.

La Figura 1 muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares. Se compone de un tablero

con pinza es para sujetar la muestra de ensayo en cada extremo de la pinza de sujeción de la derecha

se conecta a una célula de carga en la izquierda del pinza medidas de rotación. Una rueda en el

tablero transportador altera la longitud de la muestra de prueba.

El tablero tiene algunas fórmulas y datos impresos en ella. Tome nota de esta información - que será

útil más adelante.

Figura 1 El experimento de Torsión de las Secciones Circulares

Cómo configurar el equipo

El experimento de Torsión de las Secciones Circulares se inscribe en un Marco de Prueba. La Figura 2

muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares montado en el Marco.

Figura 2 Torsión de las Secciones Circulares en el marco de estructuras


Montaje

Antes de configurar y utilizar el equipo, siempre:

Inspeccione visualmente todas las partes, incluyendo los cables eléctricos, los daños o

desgaste.

Revise las conexiones eléctricas son correctas y seguras

Compruebe todos los componentes están fijados correctamente y los cierres son suficientes

apretado.

Coloque el Marco de Prueba de manera segura. Asegúrese de que esté en una superficie

nivelada y sólida, es estable y de fácil acceso.

Nunca aplicar cargas excesivas a cualquier parte del equipo.

Pasos 1 a 3 de las instrucciones siguientes pueden ya han completado para usted

1. Coloque un Marco de Prueba montados (consulte las instrucciones que son incluidas en el

Marco de Prueba si es necesario) en un banco de trabajo. Asegúrese de que la "ventana" de

Marco de Prueba es de fácil acceso.

2. Hay dos tuercas de fijación en cada uno de los miembros laterales del bastidor (en la pista

interior). Mover una a la pista exterior (véase la hoja de instrucciones STR 1) a continuación

que se deslicen a aproximadamente las posiciones mostradas por los tornillos de mariposa en

la Figura 2.

3. Levante el tablero en su posición y tenga un ayudante de asegurar el tablero con tornillos de

mariposa en las tuercas de fijación. De necesario, nivele el tablero aflojando los tornillos de

un lado y apretar cuando esté listo.

4. Asegúrese de que la Pantalla Digital de Fuerza esta 'encendida'. Conecte el mini cable DIN de

"forzar la entrada 1” en la Pantalla Digital de Fuerza a la toma del tablero.

5. Con cuidado coloque en cero el medidor de fuerza con el selector. Aplique suavemente una

pequeña par a la tirada de la mano izquierda y la liberación. Si es necesario, ajustar el cero del

medidor de nuevo.

Experimento 1: Deflexión Torsional de una Varilla Sólida

Este experimento examina la relación entre el par y la deflexión angular de una sección circular sólida.

Además el trabajo se mostrará cómo las propiedades del material afectan esta relación.

Con un lápiz y regla, marque las varillas de acero y latón con esta distancia desde el extremo de la

izquierda (tenga en cuenta que el viaje de goma está en el extremo derecho):

15mm

315mm


365mm

415mm

465mm

515mm

Enrolle la rueda selectora hacia abajo hasta el tope. Coloque la varilla de acero del lado derecho con

el extremo inclinado de la goma que sobresale. Alinee la primera marca con el pinza de la izquierda

(tenga en cuenta las mordazas de pinza que se mueven hacia el exterior, ya que se cierran). Apriete

por completo con ayuda de la llave del porta-brocas en los tres agujeros.

Deshacer las cuatro tuercas de mariposa que paran la pinza se deslice. Deslice el pinza hasta que la

última marca (515mm) de la longitud de la varilla a 500mm. Apriete completamente la pinza de la

derecha utilizando la llave en cada uno de los tres agujeros.

Enrolle la rueda de ajuste hasta que el medidor de fuerza lea 0.3N a 0.5N. Sea cero el medidor de la

fuerza y de la escala del ángulo con el brazo puntero móvil. Enrolle la rueda de manera que el

medidor de fuerza lea 5N y luego de vuelta a cero. Si la lectura del ángulo no es cero, verificar la

estanqueidad de los pinza es y empezar de nuevo.

Tome lecturas del ángulo cada 1N de la fuerza: se debe tomar la lectura al igual que los cambios de

lectura. Tome lecturas a un máximo de 5N de fuerza. Introduzca todas las lecturas en la tabla 1. Para

convertir las lecturas de la celda de carga al par multiplica por la longitud del brazo de torsión

(0.05m). Repita la puesta en marcha y el procedimiento para la varilla de latón e introduzca sus

resultados en la tabla 2.

De los resultados, en el mismo par motor gráfico de trama en función del ángulo de las dos varillas.

Comentarios sobre la forma de la gráfica. ¿Qué nos dice acerca de la forma en ángulo de deflexión

varía debido a un aumento de par? Nombre por lo menos tres aplicaciones o situaciones en las que la

deflexión torsional sería indeseable y una aplicación en el que podría ser deseable o de uso.

Echa un vistazo a las fórmulas en el tablero que predice el comportamiento de las barras. ¿Qué le

pasaría a la rigidez relativa de la varilla si el diámetro se incrementó de 3mm a 4mm?

Trabajo Futuro

Mida el diámetro de las barras de ambos con el vernier con la mayor precisión que pueda

(recordemos el efecto de un pequeño error en el diámetro). Calcular los valores J para cada varilla

utilizando la fórmula en el tablero de los equipos.

Rellene los cuadros 3 y 4 de sus resultados del experimento para establecer los valores de TL y Jθ.

Recuerde que usted debe convertir sus mediciones de ángulo de grados a radianes (2π


radianes=360o).

Diámetro de la sección de acero, d mm

Momento polar de inercia, J x10-12m4

Longitud L 0.5m

Trazar la curva de TL contra Jθ. Examine la fórmula de la torsión y decir cuál es el valor de la

pendiente representa. ¿El valor se compara favorablemente con los típicos?


6. CÁLCULOS Y RESULTADOS

Experimento 1: Deflexión Torsional de una Varilla Sólida

Fuerza (N) Torque, T (Nm) Deflexión angular

0

1

2

3

4

5

Tabla 1 Resultados para varilla de acero

Fuerza (N) Torque, T (Nm) Deflexión angular

0

1

2

3

4

5

Tabla 2 Resultados para varilla de latón

Par (Nm) Deflexión angular, θ (rad) TL Jθx10-13

0

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

Tabla 3 Valores para calcular varilla de acero


Par (Nm) Deflexión angular, θ (rad) TL Jθx10

-13

0

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

Tabla 4 Valores para calcular varilla de latón

7. CONCLUSIONES

8. ANEXOS

BIBLIOGRAFÍA




Programa Educativo


Plan de Estudios

2009-2




Laboratorio

Elaboró: Cervantes Verdugo Roberto




UNIDAD DE

APRENDIZAJE

PLAN DE

ESTUDIOS

CLAVE UA PROGRAMA

EDUCATIVO

Mecánica de

materiales


Mecatrónica


CONOCIMIENTO

PROFESORADO

disciplinaria 7 Mecánica Juan Antonnio

Sandoval Chiguil

NO. DE

PRÁCTICA


REALIZACIÓN

FECHA DE

ENTREGA

3 El Efecto de la

Longitud de la

Varilla de

Deflexión

Torsional

2

1. INTRODUCCIÓN

Esta guía describe cómo configurar y realizar experimentos en la torsión de sección circular.

Demuestra claramente los principios en juego y da apoyo práctico a sus estudios.

2. COMPETENCIAS

Analizar, comprender y aplicar los conocimientos obtenidos en la materia de mecánica de materiales

en un sistema físico, el cual nos ayudara a tener un conocimiento práctico de la materia.


3. MATERIAL

Tornillos (pieza 1)

Llaves Allen (pieza 1)

Vernier (pieza 2)

Regla (pieza 3)

Nivel de mano

Varilla de acero (pieza 4)

Varilla de latón (pieza 4)

Varilla de latón hueca (pieza 4)

Marco de prueba

Llave de Mariposa

4. OBJETIVOS

5. MARCO TEÓRICO

Sistema de enseñanza modular de estructuras

El TecQuipment modular nos ofrece un rango de soluciones rentables

de estructuras, el sistema de enseñanza flexible que creemos que es la

más avanzada producto en su campo. El alcance de enseña los

principios básicos de la teoría más avanzada. Tiene 19 módulos de

experimentación de equipos en el escritorio de montaje con el apoyo

de adquisición automática de datos completa y TecQuipment tiene

potentes y populares estructuras de Software (RTS).

Puedes utilizar los módulos de hardware y el software de Estructuras juntos o como productos

autónomos. Sin embargo, utilizando tanto con adquisición de datos automática proporciona una

solución poderosa de enseñanza.

Además, los productos incluyen una selección completa de guías de usuario, guías para estudiantes,

guías de conferenciante, libros de texto y otros documentos de apoyo material. Estos trabajan juntos

para cualquier persona que utilice el equipo para que consiga lo mejor de él - como profesores y

estudiantes por igual.


Marco De Estructuras De Prueba

Un ligero y fuerte banco y marco de montaje que sostiene

módulos intercambiables de experimentos y la gama de

instrumentación de Estructuras de TecQuipment.

El marco de ranuras especialmente diseñadas y de auto-

posicionamiento tuercas que sostienen las estructuras de

experimentos e instrumentos. Este sistema de fijación es

rápido y fácil de usar. Permite a los estudiantes al cambio, la

posición y asegurar cada experimento. Sus ajustables pies

soportan el bastidor para permitir a los estudiantes para

nivelar el aparato antes de su uso.

Se suministra en forma de kit con instrucciones de uso y un libro de texto.

Indicador De Fuerza Digital

La pantalla digital de fuerza fija a un marco de

estructuras de prueba (STR1, disponible por separado).

Esto mantiene que los experimentos sean ordenados y

guarda espacios alrededor de la zona de trabajo. La

pantalla muestra hasta cuatro medidas de fuerzas

provenientes de los sensores en muchos de los

experimentos en el rango de Estructuras TecQuipment.

Un interruptor selector de cuatro vías selecciona la

fuerza que se muestra. La pantalla se ajusta

automáticamente su rango a la fuerza. Incluye una salida a la unidad de adquisición de datos

automática (STR2000, disponible por separado). Cuando se utiliza con el STR2000, la Fuerza Digital del

indicador emite todas las señales de cuatro fuerzas en el mismo tiempo a las estructuras de software.

Unidad Automática de

Adquisición de Información

La Unidad Automática de

Adquisición de Información es

una caja de interfaz con software

que conecta los experimentos de

la TecQuipment Estructuras van a

un equipo adecuado (la

computadora no incluido).

Permite el registro de datos,


análisis y adicional "virtual" experimentos simulados. Acepta entradas de una fuerza digitales

pantalla, una pantalla de tensión digital, un sensor angular y digitales indicadores de deflexión.

Convierte estos insumos en las correctas señales de datos para el ordenador. Entonces, el programa

puede analizar los datos y crear tablas y gráficos. El software también puede simular experimentos

que los estudiantes pueden realizar con el hardware, para que puedan comparar los resultados

simulados y reales.

Software de Estructuras

Estructuras de Software de

TecQuipment es ideal para

los estudiantes de ingeniería

civil, mecánica y estructural.

Esto les permite realizar

experimentos simulados por

computadora que estudie los

principios de estructuras. El

Estructuras Software es el

compañero ideal para

Módulos de hardware de

TecQuipment (Str2 a STR20).

Incluye una forma simulada

de cada módulo hardware. El

software es una herramienta

útil cuando se utiliza en modo

independiente a ordenadores conectados en red. TecQuipment ofrece diferentes redes licencias,

determinados por sus necesidades .El estructuras del software amplía el alcance de cada uno

experimentar más allá de los límites del hardware. Se imita el hardware, sino que permite a los

estudiantes cambiar y se extienden a muchos partes del experimento. Dependiendo del experimento

módulo, el estudiante puede alterar diferentes partes de cada experimento, incluyendo el:

• Tipo y número de apoyos;

• Forma de la estructura o espécimen;

• Material de la estructura o espécimen;

• Módulo de Young de la estructura o espécimen.

El software también permite a los estudiantes aplicar una mayor gama descargas, a menudo

incluyendo las cargas uniformemente distribuidas (que la los estudiantes no pueden aplicarse en

muchos de los equipos experimentos). Los estudiantes pueden ver, tabular y graficar datos,

reduciendo el tiempo necesario para que puedan obtener, procesar y mostrar resultados. Pueden

estudiar y comparar las propiedades de una amplia variedad de diferentes estructuras.

Nota: Se puede comprar el software de Estructuras (RTS) por sí mismo, sino que también se incluye


gratis con la automática de datos.

A continuación se hace la descripción de:

El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que

resisten un cambio en la de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de

área. Existen tres clases básicas de esfuerzos de tensión, compresivas y corte.

En ingeniería se denomina módulo de elasticidad o módulo de Young a la razón entre el incremento

de esfuerzo aplicando a un material y el cambio corresponde a la deformación unitaria que

experimenta. Tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión siendo una constante

independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado limite elástico.

Tanto el Módulo de Young como el Límite Elástico, son Distintos para los Diversos Materiales.

La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al

cambio térmico, al cambio de humedad otras causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la

deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de

torsión se acostumbra medir la deformación como un ángulo de torsión (en ocasiones llamados

detrición) entre dos secciones específicas.

Las ecuaciones generales utilizados en los experimentos son:

(1)

(2)

Dónde:

E = módulo de Young (Pa)

ε = deformación

σ = esfuerzo (N/m2)

F = fuerza (N)

A = área (m2)



Para la realización de la práctica utilizamos dos set de materiales con los cuales realizaremos todas las

prácticas de curso de Mecánica Aeroespacial de Materiales.

Es muy importante antes de comenzar la práctica hacer un “inventariado” de los materiales que están

en el set y asegurarse que no falte ninguno o que ninguno venga dañado.

La Figura 1 muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares. Se compone de un tablero

con pinza es para sujetar la muestra de ensayo en cada extremo de la pinza de sujeción de la derecha se

conecta a una célula de carga en la izquierda del pinza medidas de rotación. Una rueda en el tablero

transportador altera la longitud de la muestra de prueba.

El tablero tiene algunas fórmulas y datos impresos en ella. Tome nota de esta información - que será útil

más adelante.

Figura 1 El experimento de Torsión de las Secciones Circulares

Cómo configurar el equipo

El experimento de Torsión de las Secciones Circulares se inscribe en un Marco de Prueba. La Figura 2

muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares montado en el Marco.


Figura 2 Torsión de las Secciones Circulares en el marco de estructuras

Montaje

Antes de configurar y utilizar el equipo, siempre:

Inspeccione visualmente todas las partes, incluyendo los cables eléctricos, los daños o desgaste.

Revise las conexiones eléctricas son correctas y seguras

Compruebe todos los componentes están fijados correctamente y los cierres son suficientes

apretado.

Coloque el Marco de Prueba de manera segura. Asegúrese de que esté en una superficie

nivelada y sólida, es estable y de fácil acceso.

Nunca aplicar cargas excesivas a cualquier parte del equipo.

Pasos 1 a 3 de las instrucciones siguientes pueden ya han completado para usted

1. Coloque un Marco de Prueba montados (consulte las instrucciones que son incluidas en el

Marco de Prueba si es necesario) en un banco de trabajo. Asegúrese de que la "ventana" de

Marco de Prueba es de fácil acceso.

2. Hay dos tuercas de fijación en cada uno de los miembros laterales del bastidor (en la pista

interior). Mover una a la pista exterior (véase la hoja de instrucciones STR 1) a continuación que

se deslicen a aproximadamente las posiciones mostradas por los tornillos de mariposa en la

Figura 2.

3. Levante el tablero en su posición y tenga un ayudante de asegurar el tablero con tornillos de

mariposa en las tuercas de fijación. De necesario, nivele el tablero aflojando los tornillos de un

lado y apretar cuando esté listo.

4. Asegúrese de que la Pantalla Digital de Fuerza esta 'encendida'. Conecte el mini cable DIN de

"forzar la entrada 1” en la Pantalla Digital de Fuerza a la toma del tablero.


5. Con cuidado coloque en cero el medidor de fuerza con el selector. Aplique suavemente una

pequeña par a la tirada de la mano izquierda y la liberación. Si es necesario, ajustar el cero del

medidor de nuevo.

Experimento 2: El Efecto de la Longitud de la Varilla de Deflexión Torsional

Este experimento se analiza la relación entre la deflexión torsional y longitud de la varilla en un par

constante. Si usted tiene completo el Experimento 1 ya habrá completado algunos de los siguientes

pasos. En cuyo caso, puede dejar la varilla de latón en su lugar en 500mm de largo. Con un lápiz y regla,

marcar el acero y latón Varillas estas distancias desde el extremo de la izquierda (tenga en cuenta que la

punta de goma está en el extremo derecho):

15mm

315mm

365mm

415mm

465mm

515mm

Enrolle la rueda selectora hacia abajo hasta el tope. Coloque la varilla de acero del lado derecho con el

extremo inclinado de la goma que sobresale. Alinee la primera marca con el pinza de la izquierda (tenga

en cuenta las mordazas del pinza que se mueven hacia el exterior, ya que se cierran). Apriete por

completo con ayuda de la llave del porta-brocas en los tres agujeros.

Deshacer las cuatro tuercas de mariposa que paran la pinza se deslice. Deslice la pinza hasta que la

última marca (515mm) se alinee con la pinza de la derecha. Este procedimiento establece la longitud de

la varilla a 500mm. Apriete completamente la pinza de la derecha utilizando la llave en cada uno de los

tres agujeros.

Enrolle la rueda de ajuste hasta que el medidor de fuerza lea 0.3N a 0.5N. Sea cero el medidor de la

fuerza y de la escala del ángulo con el brazo puntero móvil. Enrolle la rueda de manera que el medidor

de fuerza lea 5N y luego de vuelta a cero. Si la lectura del ángulo no es cero, verificar la estanqueidad de

las pinzas y empezar de nuevo.

La rueda de control por lo que el par de torsión es de 0.15Nm (una lectura de 3N) y anotar el ángulo en

la Tabla 5. Reducir la longitud de la varilla a la siguiente marca (450mm) y se restablece. Tome una

lectura de ángulo en el mismo par y grabar. Repita este procedimiento para longitudes de hasta 300 mm

hacia abajo.

Diámetro de la varilla de latón mm Torque, T 0.15Nm

Trazar un gráfico de la deflexión angular contra la longitud de la varilla. Opina sobre la forma de la

parcela. En la mayoría de los vehículos de tracción delantera tiene ejes de transmisión de longitud

desigual (de lado a lado). Esto es debido a la posición de la caja de cambios de longitud causa un efecto


indeseable en la dirección como el coche se acelera (es decir, como par de torsión desde el motor

aumenta). ¿Por qué es eso? ¿Lo que podría eliminar el efecto?


Longitud (m) Deflación angular

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

Tabla 5 resultados para una varilla de latón

8. CONCLUSIONES

9. ANEXOS

BIBLIOGRAFÍA




Programa Educativo


Plan de Estudios

2009-2




Laboratorio

Elaboró: Cervantes Verdugo Roberto




UNIDAD DE

APRENDIZAJE

PLAN DE

ESTUDIOS

CLAVE UA PROGRAMA

EDUCATIVO

Mecánica de

materiales


Mecatrónica


CONOCIMIENTO

PROFESORADO

disciplinarias 7 Mecánica Juan Antonnio

Sandoval Chiguil

NO. DE

PRÁCTICA


REALIZACIÓN

FECHA DE

ENTREGA

13 Vigas continuas

e

indeterminadas

2

1. INTRODUCCIÓN

Estos experimentos se basan en el 'STRL 3 - Vigas continuas e indefinida »Estructuras Hardware, que se compone de un tablero con un indicador de cuadrante para la medición de deflexiones y un mecanismo que mide extremo de la viga rnornents de fijación. Tres pilares de la célula de carga miden las reacciones vigas verticales. Dos de las celdas de carga tienen altura variable cuchillos bordes (que permiten soportes hundimiento). El tercero tiene o una altura fija de filo de cuchillo o una pinza para simular una condición de viga.

2. MATERIAL

Vigas

Soporte

Marco de cargas


3. OBJETIVOS

4. MARCO TEÓRICO

Refiriéndose al diagrama de fuerzas en la figura 60, la ecuación básica de equilibrio del haz es:

Dónde: W carga en la viga = reacciones en el soporte en la posición A en la viga. =reacciones en el soporte en la posición B en la viga. A = distancia desde la izquierda del soporte. L = longitud de la viga.

Figura 60. Diagrama de fuerza de una viga en equilibrio.

Figura 61. STR13 diagrama de fuerzas para una viga en voladizo apuntalada con una carga

uniforme


En referencia a la figura 61, la ecuación general de deflexión (v) de una viga en cualquier

punto(x) es:

Donde

= carga total presentada a través de la viga.

E = módulo de Young.

l = momento de inercia


Este experimento simula el primer experimento que se puede realizar con las estructuras de

Hardware. Verifica la ecuación de equilibrio viga de base y el principie de momentos para encontrar

reacciones viga.

l. Configure el software para el modo de experimento virtual (consulte "Para iniciar el Structures

Software Para experimentos virtuales" en la página 6).

2. Utilice el Cuadro de selección de propiedades para seleccionar Hanger Variable Position.

3. En el Hardware Mimic, asegúrese de que los soportes están en los 150 mm y 550 mm de

posiciones. No ajuste el indicador digital. Marca: Asegúrese que la caída de la "configuración Beam"

caja en la Caja de Herramientas se encuentra en "simplemente apoyada.

4. Haga clic y arrastre un peso de 9 500 a la posición 190 mm y haga clic en el botón "Guardar Datos".

Una tabla de resultados aparecerá en la primera línea de datos.


5. Haga clic y arrastre el peso a la posición de 230 mm y haga clic en el botón "Guardar Datos".

6. Repita el procedimiento para las posiciones de peso de 270 mm, 310 mm, 350 mm, 390 mm, 430

mm, 470 mm y 510 mm.

7. Crear un gráfico de "Hanger Position 'a lo largo del eje horizontal en contra de la' reacción

Izquierda" y "reacción derecha 'en el eje vertical izquierdo. Consulte la Sección 3 de esta guía para

obtener información sobre cómo usar la tabla.

8. Examine sus resultados. ¿Los resultados verifican la ecuación 23?

Modo Experimento Virtual - Experimento ampliada

Este experimento permite llevar a cabo un experimento que es difícil de hacer con las estructuras de

Hardware. Lo analiza las deformaciones y las reacciones de apoyo de un voladizo apoyado sometidos

a una distribuida uniformemente cargar.

l. Configure el software para el modo de experimento virtual (consulte "Para iniciar el Structures

Software Para Virtual Los experimentos "en la página 6).

2. Utilice el Cuadro de selección de propiedades para seleccionar combinación arbitraria.

3. En la caja de herramientas, seleccione la opción el "cantilever Prapped 'de caída' Configuración

Beam 'down bax.

4. Haga clic y arrastre [que el apoyo a la posición de 400 mm. Haga clic y arrastre el indicador hasta el

centro del vano (la posición de 200 mm).

5. En la caja de herramientas, seleccione el botón de sección de propiedades. En el fondo la Caja de


Herramientas, Seleccionar Aluminio en el 'módulo de Younq' deja caer el cuadro. En las propiedades

de la sección cuadro desplegable, seleccione ‘Sección plana’.

7. Cambie la viga a otra sección de la sección (Upright section ", por ejemplo) y observar el apoyo

reacciones, momentos y deflexiones. Prueba otros tipos de vigas y materiales. Anote sus resultados.

6. En la caja de herramientas, seleccione el botón Herramientas 'Viga opción. Establezca la UDL a 50 N

/ m, y haga clic en el Botón Automático UDL. Tenga en cuenta las reacciones de apoyo, momentos y

desviación.


8. ¿De qué manera los momentos y las reacciones de apoyo varían con el tipo de material o viga?

¿Cómo funcionan las deformaciones varían? .

9. Utilice la ecuación básica (23) para confirmar que los resultados son correctos para uno de los tipos

de vigas. Hacer ecuaciones 23 y 24 prevén las deformaciones y reacciones?

10. ¿Cuál es el supuesto básico que se hace en el cálculo de las reacciones para la voladizo apoyado?

(Sugerencia: imaginar lo que pasaría si el apoyo prop se hundiera con una carga cada vez mayor).

7. CONCLUSIONES

8. ANEXOS


BIBLIOGRAFÍA

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