Prueba de Flexion
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ENSAYO DE FLEXIÓN WILSON DANIEL SUAREZ UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE METALURGIA TUNJA 2013 1
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Mecanica se Materiales, Ensayos Mecanicos, Ensayo de Flexion, Ingeniero Rabon, UPTC Metalurgia
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ENSAYO DE FLEXIÓN
WILSON DANIEL SUAREZ
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE METALURGIA
TUNJA
2013
ENSAYO DE FLEXIÓN
1
WILSON DANIEL SUAREZ
ING. MONICA ISABEL MELGAREJODOCENTE
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE METALURGIA
TUNJA
2013
CONTENIDO
pág.
0. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………..5
2
1. MARCO TEÓRICO………………………………………………….…………6
1.1. FLEXIÓNMECÁNICA……………………………………………..…..6
2. DESARROLLO EXPERIMENTAL…………………………..........................9
2.1. MATERIALES……………………………………………………….….9
2.2. PROCEDIMIENTO……………………………………………….……9
2.3. DATOS INICIALES…………………….……………………………..10
3. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Y ANÁLISIS………………………14
4. CONCLUSIONES……………………………………………………………15
BIBLIOGRAFÍA
RESUMEN
3
Para esta práctica se tomó un perfil de acero con las dimensiones requeridas para
una maquina universal de ensayos, el cual se le hizo una prueba de flexión para
así poder determinar la resistencia y las propiedades de dicho material.
PALABRAS IMPORTANTES: flexión, resistencia.
INTRODUCCIÓN
4
En esta práctica se determinara la resistencia de un material por medio de la
flexión determinando experimentalmente el módulo de elasticidad longitudinal de
un perfil de acero. Para esta práctica se tomó un perfil de acero sometiéndolo a
flexión por medio de una carga puntual en el centro del perfil, hasta obtener una
carga máxima; y así poder hacer los respectivos cálculos y análisis de resistencias
de materiales.
1. MARCO TEÓRICO
1.1. FLEXIÓNMECÁNICA
5
En ingeniería se denomina flexión al tipode deformaciónque presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendiculara su eje longitudinal.
El término"alargado"se aplica
cuandouna dimensión es
dominantefrentea las otras. Un
casotípico son las vigas,la sque
están diseñadas para trabajar,
principalmente, por flexión.
Igualmente,el concepto de
flexión se extiende a elementos
estructurales superficiales como
placasoláminas.El rasgo más
destacado es que un objeto
sometido a flexión presenta una
superficie de puntos llamada
fibra neutra tal que la distanciaa a lolargo de cualquier curva contenida en ella no
varía con respecto a valorantes de la deformación. El Esfuerzo que provoca la flexión
se denomina momento flector.
En el ensayo de flexion si se aplica la carga en tres puntos y se provoca la flexión,
se produce un esfuerzo de tensión en el material en un punto opuesto al punto de
aplicación de la fuerza central. La fractura comienza en ese punto. La resistencia
a la flexión o modulo de ruptura, describe la resistencia del material.
resistencia a la flexionenel ensayo de flexioncon tres puntos= 3FL
2w h2=σflexion
6
Fig.
Ejemplodeflexiónmecánica:arribaunelementotalcomounabarraseencuentra
enestadodereposo,enlafigura
deabajodichoelementoessometidoaunafuerza,
elelementoenconsecuenciasedoblahacialamismadireccióndedondeproviene
Fu
erza
(N)
Donde F es la carga de fractura o de ruptura, L es la distancia entre los dos puntos
de apoyo, w es el ancho del espécimen y h es la altura del espécimen. Las
unidades de la resistencia a la flexión son unidades de esfuerzo, y esa resistencia
se representa con σflexión. Los resultados del ensayo de flexión son parecidos a las
curvas de esfuerzo-deformación; sin embargo, se grafica el esfuerzo en función de
la deflexión y no en función de la deformación unitaria, (Fig. 2).
Fig. 2.Curva De Esfuerzo-Deflexión
600
500
400
300
200
100
0
0 10 20 30 40 50 60 70
Deflexión(mm)
El módulo de elasticidad en flexión, o módulo de flexión (Eflexion), se calcula en la
región elástica de la figura (fig. 2).
modulode flexion= L3 F4wh3δ
=Eflexion
Donde δ es la deflexión o flecha de la viga cuando se aplica la fuerza F.
Este ensayo también se puede ejecutar en una configuración llamada ensayo de
flexión en cuatro puntos. El esfuerzo máximo o esfuerzo de flexión para un ensayo
de flexión con cuatro puntos es:
δflexion= 3 FL
4wh2
7
El ensayo de flexión con cuatro puntos se presta mejor para materiales que
contienen imperfecciones. Esto se debe a que el momento de flexión entre las
platinas interiores es constante y entonces las muestras tienden a romperse en un
lugar al azar, a menos que haya una imperfección que cause concentración del
esfuerzo.
2. DESARROLLO EXPERIMENTAL
2.1. MATERIAL
Perfil de acero. Cuadrado
8
2.2. PROCEDIMIENTO
Se tomó el perfil de acero adecuadamente preparado para la prueba de
flexión. Luego se colocó el perfil sobre los dos soportes.
Posteriormente se le aplico la fuerza hasta que el perfil resistió cierta fuerza
y como este no se encontraba bien apoyado, este se removió de su lugar
origen. Con este ensayo obtuvimos una fuerza máxima pero no la suficiente
para llegar a la ruptura del material.
2.3. DATOS INICIALES
Lado No1 = 2 cm
Lado No2 = 2 cm
Grosor= 1mm
Distancia entre marcas = 53cm
Tabla 1. Datos del ensayo de flexión
9
Carga(KN) Alargamiento(mm)
0.047
0.006
0.188
0.032
0.297
0.07
0.438
0.11
0.563
0.152
0.719
0.194
0.828
0.236
0.984
0.28
1.094
0.322
1.250
0.364
1.344
0.406
1.438
0.448
1.594
0.49
1.719
0.532
1.766
0.574
1.922
0.616
2.031
0.658
2.281
0.7
2.469
0.742
2.641
0.784
2.797
0.828
2.969
0.87
3.172
0.912
3.406
0.954
3.500
0.996
3.656 1.04
3.906
1.08
4.016
1.12
4.203
1.17
4.406
1.21
4.578
1.25
4.781
1.29
4.906
1.34
5.094
1.38
5.281
1.42
5.422
1.46
5.641
1.50
5.828
1.55
5.969
1.59
6.125
1.63
6.344
1.67
6.469
1.72
6.609
1.76
6.891
1.80
7.078
1.84
7.172
1.89
7.406
1.93
7.578
1.97
7.781
2.01
7.844
2.05
8.125
2.10
8.313 2.14
10
8.469
2.18
8.625
2.22
8.875
2.27
9.109
2.31
9.250
2.35
9.422
2.39
9.625
2.44
9.750
2.48
10.016
2.52
10.141
2.56
10.359
2.61
10.531
2.65
10.734
2.69
10.984
2.73
11.125
2.77
11.266
2.81
11.453
2.86
11.672
2.90
11.813
2.94
12.000
2.98
12.156
3.02
12.344
3.06
12.516
3.11
12.672
3.15
12.781
3.19
13.063 3.23
13. 3.27
188 13.
422 3.31
13.609
3.36
13.719
3.40
13.828
3.44
14.000
3.48
14.219
3.52
14.359
3.56
14.500
3.60
14.641
3.65
14.828
3.69
14.938
3.73
15.109
3.77
15.250
3.81
15.359
3.85
15.547
3.90
15.688
3.94
15.797
3.98
15.891
4.02
16.047
4.06
16.156
4.10
16.250
4.15
16.344
4.19
16.406
4.23
16.656
4.27
16.672 4.31
16.828
4.35
11
16.875
4.40
16.938
4.44
17.000
4.48
17.156
4.52
17.250
4.56
17.281
4.60
17.375
4.64
17.438
4.69
17.500
4.28
17.609
4.77
17.766
4.85
17.813
4.94
17.906
5.02
17.969
5.10
18.047
5.19
18.156
5.27
18.219
5.35
18.219
5.44
18.328
5.52
18.359
5.60
18.391
5.68
18.453
5.77
18.531
5.85
18.563
5.93
18.594 6.02
18.656
6.10
18. 6.18
641 18.
703 6.27
18.797
6.35
18.813
6.43
18.844
6.52
18.922
6.60
18.906
6.68
18.922
6.77
19.000
6.85
19.016
6.93
19.094
7.02
19.125
7.10
19.109
7.18
19.203
7.26
19.188
7.35
19.188
7.39
19.281
7.47
19.297
7.56
19.359
7.64
19.391
7.72
19.422
7.81
19.469
7.89
19.500
7.97
19.500
8.05
19.531 8.14
19.578
8.22
19.594
8.31
12
19.656
8.39
19.625
8.47
19.625
8.60
19.719
8.72
19.750
8.85
19.797
8.97
19.750
9.10
19. 85 9.22
19.813
9.35
19.859
9.47
19.844
9.60
19.922
9.73
19.922
9.85
19.969
9.98
19.891
10.10
19.938
10.23
19.984
10.35
19.953
10.44
19.922
10.52
19.859
10.60
19.688
10.69
13
3. REPRESENTACIÓN DE LOS DATOS Y ANÁLISIS
Los datos de la tabla anterior se grafica a continuación:
Grafica 1. Carga vs alargamiento
14
ALARGAMIENTO (mm)
CA
RG
A (K
N)
0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000
ANÁLISIS DE LA GRAFICA
En la gráfica observamos un comportamiento lineal que es la zona elástica donde el material vuelve a su estado original, pasando el limite elástica se observa un comportamiento curvo donde el material se esta flexionando por la carga aplicada. Este comportamiento de grafica es similar a la curva esfuerzo-deformación.
15
ALARGAMIENTO (mm)
CA
RG
A (K
N)
0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000
4. CONCLUSIONES
Después de haber realizado la práctica en el laboratorio se puede concluir los siguientes puntos:
En esta práctica no se pudo hallar la resistencia a la flexión porque el
material no llego a la ruptura.
el perfil de acero no llego a la ruptura porque este se movió de su posición
original antes de llegar a la fractura.
16
BIBLIOGRAFÍA
DONALD R. ASKELAND; PRADEEP P. PHULE, “Ciencia e ingeniería de los materiales, cuarta edición, editorial Thomson.
DONALD R. ASKELAND; PRADEEP P. PHULE, “Ciencia e ingeniería de los materiales, cuarta edición, editorial Thomson.
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