ensayo de materiales

“UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA”FACULTADAD DE INGENIERIA CIVIL

INTRODUCCION

En la visita del CISMID como al LABORATORIO DE ENSAYO DE

MATERIALES-UNI, se pudo apreciar directamente, el comportamiento de los

materiales frente a diversos efectos que se los someta.

El Laboratorio de Ensayo de Materiales se diseñó como un laboratorio al servicio

de toda la universidad en las áreas de enseñanza e investigación, en apoyo a

tesis de grado y además para trabajos de control de calidad de peticionarios.

El laboratorio cuenta con varias secciones. La de ensayos mecánicos, uno de las

mas completas en Latinoamérica, con capacidad de hacer ensayos sobre

prototipo y sobre especimenes en máquinas universales y de compresión,

fluencia, fatiga, dureza, torsión, resistencia, embutición, y ensayos de resortes

alambres y chapas

En el CISMID sin embargo pudimos apreciar los ensayos realizados sobre la

vulnerabilidad sísmica de las viviendas que se evalúa sobre la base del daño que

estas sufrirían al ser sometidas a los diferentes niveles de intensidad sísmica. El

tipo de falla probable, la capacidad resistente de los elementos, y el nivel de

ductilidad global permisible en cada estructura se determina de acuerdo con la

tecnología constructiva de la vivienda, las experiencias en sismos pasados y

ensayos de laboratorio.

ING. JUAN OLAECHEA HUARCAYA Página 2


INDICE

Pagina

INTRODUCCIÓN

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES

ACERO 5

Ensayo de tracción 5 Ensayo de doblado

17 Ensayo de Impacto Charpy

22

MADERA

Ensayo de flexión 30 Ensayo de Impacto 32 Ensayo de compresión paralela a la fibra

33 Ensayo de tracción perpendicular a la fibra

35 Ensayo de clivaje 37 Ensayo de tracción paralela a la fibra 40 Ensayo de dureza 42

VISITA AL CISMID

Laboratorio geotécnico 46 Laboratorio de estructuras 46

ANEXOS

90



“LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES (UNÍ)”

CISMID



ENSAYO DE TRACCION

ACERO

Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos

para medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo destructivo más

importante es el ensayo de tracción, en donde se coloca una probeta en una

máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se

procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza

móvil. Un esquema de la máquina de ensayo de tracción se muestra en la Figura

Figura Máquina de Ensayo de Tracción

La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a

una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija

entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas poseen un

plotter que grafica en un eje el desplazamiento y en el otro eje la carga leída.



La Figura muestra el gráfico obtenido en una máquina de ensayo de tracción.

Figura

Curva Fuerza-Deformación de un Acero.

Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, en donde la

probeta se comporta como un resorte: si se quita la carga en esa zona, la probeta

regresa a su longitud inicial.

Se tiene entonces que en la zona elástica se cumple:

F = K (L - L0)

F: fuerza

K: cte del resorte

L: longitud bajo carga

L0: longitud inicial

Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza el punto de

fluencia, desde aquí el material comienza a adquirir una deformación

permanente. A partir de este punto, si se quita la carga la probeta quedaría más

larga que al principio. Deja de ser válida nuestra fórmula F = K (L - L 0) y se define

que ha comenzado la zona plástica del ensayo de tracción.



El Valor Límite Entre La Zona Elástica Y La Zona Plástica

Es el punto de fluencia (yield point) y la fuerza que lo produjo la designamos

como:

F = Fyp (yield point)

Luego de la fluencia sigue una parte inestable, que depende de cada acero, para

llegar a un máximo en F = Fmáx. Entre F = Fyp y F = Fmáx la probeta se alarga en

forma permanente y repartida, a lo largo de toda su longitud. En F = Fmáx la

probeta muestra su punto débil, concentrando la deformación en una zona en la

cual se forma un cuello.

La deformación se concentra en la zona del cuello, provocando que la carga deje

de subir. Al adelgazarse la probeta la carga queda aplicada en menor área,

provocando la ruptura.

La figura 9 muestra la forma de la probeta al inicio, al momento de llegar a la

carga máxima y luego de la ruptura.

Figura



Para expresar la resistencia en términos independientes del tamaño de la probeta,

se dividen las cargas por la sección transversal inicial Ao , obteniéndose:

Resistencia a la fluencia:

Unidades: Kg/mm2 o Mpa o Kpsi

Considerando una probeta cilíndrica

Ao = ( )

La figura ilustra una probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iniciales

necesarias.

Figura

Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros: El

alargamineto final Lf (Figura 11) y el diámetro final Df , que nos dará el área final

Af .

Figura



Estos parámetros se expresan como porcentaje de reducción de área %RA y

porcentaje de alargamiento entre marcas % L:

% RA= x 100 % L = x 100.

Ambos parámetros son las medidas normalizadas que definen la ductilidad del

material, que es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar

grandes deformaciones sin romperse. La fragilidad se define como la negación

de la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil. La Figura 12 permite visualizar

estos dos conceptos gráficamente.

Figura

El área bajo la curva fuerza - desplazamiento (F versus L) representa la energía

disipada durante el ensayo, es decir la cantidad de energía que la probeta alcanzó

a resistir. A mayor energía, el material es más tenaz.

A partir de los valores obtenidos en el gráfico Fuerza-Desplazamiento, se puede

obtener la curva Esfuerzo-Deformación - . El esfuerzo , que tiene unidades

de fuerza partido por área, ha sido definido anteriormente.



Deformación unidimensional:

En la Figura 13 se presenta un ejemplo del gráfico Esfuerzo-Deformación de un

acero.

Figura

En la zona elástica se cumple:

Módulo de Elasticidad = 2,1. 106 (Kg / cm2)

Pero, = y = con lo que queda

= y definitivamente,

F = (Lf - L0 ) en donde la "constante de resorte" K =



CARACTERISTICAS DE LA MAQUINA DE ENSAYO:

MAQUINA UNIVERSAL

Marca: AMSLER TESTING MACHINE

Funcionamiento: Hidráulico – eléctrico

Estado: Operativo

Usos: Se realizan 3 tipos de ensayos:

- Tracción: acero corrugado, cables de acero postensado

- Compresión: mortero cúbico, madera, cajas, cartón y plástico

- Flexión: concreto, madera y acero

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO:

1. Medición y marcado del tramo de calibración

2. Colocación de la probeta al sistema de sujeción de la máquina de ensayo.



3. Verificar que el dial de carga marque cero.

4. La aplicación de la carga.

5. Unión de las partes para la ejecución de mediciones.



Resultados final del ensayo tracción

Acero de 12mm y 12.7mm

EN PLENO ENSAYO DE TRACCION. MIRANDO LAS GARGAS MAXIMAS



ENSAYO DE DOBLADO

1. MARCO TEORICO

Los ensayos de doblado, de los cuales el mas común es el de “doblado en

frío”, ofrecen un medio simple, un tanto burdo, pero frecuentemente práctico y

satisfactorio para obtener un índice de la ductilidad de los metales.

Esencialmente el ensayo de doblado consiste en doblar bruscamente una

barra a un ángulo grande y especificado y notar si ocurre o no agrietamiento

en la superficie exterior de la probeta doblada. Muchas veces se determina el

ángulo de doblado al, cual el agrietamiento se inicia.

Normalmente se realizan ensayos de doblado para constatar la ductilidad

para tipos particulares de servicio o detectar perdida de ductilidad bajos ciertos

tipos de tratamientos.

Ensayo de doblado a diferentesTipos de acero de diámetro

TIPOS DE ENSAYO DE DOBLADO

El ensayo de doblado se clasifica de la siguiente manera:

• Ensayo De Doblado En Frío:

Ocasionalmente se realizan estos ensayos para constatar la ductilidad

para tipos particulares de servicio detectar la perdida de ductilidad bajo

ciertos tipos de tratamiento.



Así, los ensayos de doblado en frío que como el nombre lo implica, se

hacen doblando un metal a temperaturas ordinarias, pueden servir para

detectar un contenido demasiado alto de carbono o fósforo o

condiciones de rolado impropio del acero.

o Los ensayos de doblado en frío son requeridos en las

especificaciones para muchos aceros, particularmente aquellos en

forma de varillas y placa, como por ejemplo, barras para refuerzo de

concreto (acero de construcción) ASTM A 15, A 16,

Acero para remaches ASTM A 141, Acero estructural ASTM A 7,

etc.

o El ensayo de doblado se usa también frecuentemente para ensayar

la ductilidad de las soldaduras.

• Ensayo De Doblado En Caliente

Se realiza este tipo de ensayo para detectar un contenido demasiado alto

de sulfuro en los metales, el cual los hace frágiles. Por ejemplo sobre hierro

forjado calentándolo hasta la temperatura para soldar (1800ºF ) y doblando

la pieza calentada sobre un yunque.

• Ensayo De Doblado Apagado

Se usa en en ocasiones en conexión con los aceros para remaches para

calderas y se realiza calentando, apagando y luego doblando; el ensayo en

este caso se usa para detectar un contenido de carbono demasiado alto.

• Ensayo De Doblado Con Muesca



Se realiza cuando se desea hacer un examen rápido de un metal para

detectar una estructura cristalina gruesa o la ocurrencia de defectos

internos. A veces la muesca se mella con un cincel frío, sujeta a un tornillo

de banco y se dobla con un martillo.

En ensayos mas cuidadosamente realizados la mella o muesca

puede hacerse con una sierra ordinaria o una maquina fresadora, y

después de haber iniciado un doblez ligero con un martillo, se le

completa mediante carga axial en una maquina de ensayo.

Similares a los ensayos de doblado con muesca, son aquellos en los

cuales se hace un agujero en la probeta punzonando o taladrando.

El efecto de tales operaciones sobre la ductilidad se determina

entonces cualitativamente doblando el metal por la sección

restringida.

Aunque en obra frecuentemente se realizan ensayos cualitativos

burdos usando un martillo y un tornillo de banco un yunque, en el

laboratorio se emplea un equipo adecuado, y un procedimiento

establecido por la norma de ensayo respectiva.

• Ensayo De Doblado Misceláneos

Para usos particulares un número de ensayos de doblado especiales han

sido desarrollados, tales como aquellos para investigar la ductilidad de las

hojas metálicas delgadas, los ensayos de doblamiento flexionánte para la

separación y el agrietamiento de las capas de los productos de hules,

(ASTM D 430) y la “flexividad” de los metales termostáticos (ASTM B 106).

2. EQUIPO UTILIZADO

dispositivo para la aplicación del esfuerzo.

El dispositivo con el que se ejerce el esfuerzo debe permitirla aplicación de

la carga en forma lenta y uniforme. Sin choques y vibraciones.

Apoyos y Mandril.

Los apoyos y el mandril deben ser paralelos entre si y tener una longitud

superior al ancho del espécimen. Los radios de curvatura del mandril y de



los rodillos de apoyo serán los establecidos por la norma INANTIC del

producto. La misma observación vale para la distancia entre los rodillos de

apoyo. Cuando esto no se indique se tomará igual a D + 3 a.

Matrices de Doblado .

La matriz será un bloque de perfil en forma de U o de V. según el mandril

utilizado. Las caras oblicuas de la matriz en V deben formar entre si un

angulote 60 +10 y su abertura debe ser por lo menos igual a 125 mm. Las

aristas de apoyo serán lentamente rodeadas.

3. PROCEDIMIENTO Debe procederse aplicando el esfuerzo lento y uniformemente para no

obstaculizar el estiramiento de la materia, cuidando también que el eje del

espécimen se mantenga perpendicular al eje de doblado.

El ensayo puede efectuarse de dos maneras

El espécimen se coloca sobre los rodillos de apoyo y se dobla hasta el

ángulo especificado (figura1 y 2). Si el ángulo especificado es mayor que el

que puede alcanzarse por doblado sobre matriz debe determinarse el

doblado.

Si en los métodos anteriores no es posible alcanzar el ángulo especificado

se debe terminar el doblado actuando directamente sobre las extremidades

del espécimen mediante una prensa y si es necesario mantener el

paralelismo a una distancia determinada puede usarse una calza en este

caso es difícil de obtener el radio de curvatura.

4. CALCULOS Y GRAFICOS



Medidas. El ángulo de doblado prescrito siempre debe entenderse como

mínimo cuando se especifica el radio interno de doblado “r” debe entenderse

como máximo.

Interpretación de los resultados. La cara externa de la parte doblada debe

examinarse después del doblado. La interpretación que se de al aspecto de

esta parte se fija en la norma ITINTEC.

Todo se ha cumplido de acuerdo a lo pedido por la norma y de ha analizado

correctamente.

Se Busca La Ductilidad Del Acero No Resistencia

ENSAYO DE DOBLADO

1. MARCO TEORICO

El plegado a temperatura ambiente es un ensayo tecnológico derivado del de

flexión, se realiza para determinar la ductilidad de los materiales metálicos (de

él no se obtiene ningún valor específico).

Este ensayo es solicitado por las especificaciones en la recepción de aceros

en barras y perfiles, para la comprobación de la tenacidad de los mismos y

después de haber sido sometido al tratamiento térmico de recocido. El material

se coloca entre los soportes cilíndricos, aplicando la carga lentamente hasta



obtener el ángulo de plegado especificado para el mismo, o bien cuando se

observa la aparición de las primeras fisuras en la cara inferior o la sometida a

tracción.

2. PROCEDIMIENTO

Se realiza sobre las probetas que fueron sometidas a flexión.

Para el cálculo de la longitud de los rodillos de apoyo se utiliza la

siguiente ecuación:

L = D + 3.d

Siendo “D” el diámetro del rodillo que aplica la carga y “d”, el diámetro

de la probeta.

L = 76,2 mm + 3,13 mm = 115,2 mm

En la máquina de ensayo Baldwin se realizó la primera etapa de

plegado hasta un ángulo superior a 90º y luego sometido a una prensa

y se terminó en un plegado con forma de “U”. Al observar ambas

probetas vemos que no presenta en su parte estirada grietas y tampoco

resquebrajaduras a simple vista, o sea que ambos materiales (SAE

1015 y SAE 1045) son aptos para hacer plegados.



Probeta sometida a plegado Probeta Plegadas en U

ENSAYO DE IMPACTO CHARPY

1. MARCO TEORICO

Los ensayos estáticos y los de fatiga no abarcan todas las situaciones que se

presentan en la práctica. Muchas veces se necesita determinar la resistencia

de los materiales frente a las solicitaciones de tipo instantáneo. Tal es el caso

del choque que produce una masa al caer desde cierta altura, produciéndose

entonces un impacto localizado en una zona restringida del cuerpo contra el

cual se produce el impacto.

El objeto del ensayo de impacto consiste, precisamente, en determinar la

capacidad del material para absorber y disipar esa energía producida por el

choque, averiguando en última instancia la energía necesaria para producir la

rotura del material en condiciones definidas.



No se llevo acabo el ensayo de impacto por CHARPY

El ensayo de impacto: no reproduce las condiciones de las cargas de choque

en servicio sino constituye de por si un ensayo que da la resistencia de una

probeta, generalmente entallada, fracturada por una carga que actúa

bruscamente. Es, por lo tanto, un ensayo diferente a los demás ensayos

mecánicos, que da un índice de la fragilidad de los metales o los materiales

plásticos cuando se sospecha de la presencia de elementos fragilizantes,

como el fósforo y el azufre en los aceros, u otros agentes.

Esos ensayos sirven como elemento de juicio para identificar, aceptar o

rechazar materiales iguales provenientes de distintos lotes una vez establecida

la correlación correspondiente con el comportamiento confiable en el servicio.

En los ensayos de impacto se trata de medir la capacidad de absorción de la

energía de choque hasta la rotura del material. Raras veces se hacen otras

mediciones, tales como deformaciones o deflexiones. Desde el momento que



el ensayo de impacto se realiza con fines puramente tecnológicos, la energía

de rotura bajo el choque brusco de una masa es lo que interesa

fundamentalmente, a tal punto que las probetas para el ensayo suelen

proveerse da ranuras o entalladuras para provocar la rotura de la sección

disminuida.

El objeto de las entalladuras en las probetas metálicas obedece al hecho de

que a temperaturas normales una probeta de un metal dúctil – por ejemplo,

acero de bajo contenido de carbono –solo se ha de doblar por efecto de una

carga instantánea; en cambio, la presencia de la entalladura obliga a su

fracturación.La causa de ello es la elevada concentración de tensiones que se

produce en las inmediaciones de la entalladura, que convierte la fractura dúctil

en una de tipo frágil. Esta tendencia a convertirse la fractura dúctil en otra de

un material quebradizo por la sola presencia de la entalladura ha dado en

llamarse sensibilidad a la entalladura.

2. NORMAS TÉCNICAS DEL ENSAYO CHARPY

La probeta tipo según ISO y normativa europea es de sección cuadrada de 10

mm de lado y 55 mm de longitud colocándose con una distancia entre apoyos de

40 mm. La entalla es de los tipos bulbo y cilíndrica con una profundidad de 5 mm,

ancho máximo de 2 mm y una superficie de rotura de 10×5 mm². En la norma

ASTM E23 o Charpy -V la probeta es de iguales dimensiones y distancia entre

apoyos que la anterior pero la entalla es triangular formando las caras un ángulo

de 45º, con una profundidad de 2mm y redondeo en el fondo de la entalla de 0,25

mm de radio. La norma DIN 50115 emplea probetas similares a las ISO pero de

menos profundidad (3 mm la DVM y 2 mm la DVMK). La entalla de las probetas

Izod, equivalentes a la norma BS 131 (V) son triangulares con las dimensiones de

la Charpy-V.


http://enciclopedia.us.es/index.php?title=BS&action=edit

http://enciclopedia.us.es/index.php/DIN

http://enciclopedia.us.es/index.php?title=ASTM&action=edit

http://enciclopedia.us.es/index.php/ISO


3.

MÁQUINAS PARA EL ENSAYO DE IMPACTO.

Para el ensayo de impacto sobre rocas, baldosas, tejas y otros materiales para

la construcción, se emplean máquinas que poseen una masa de peso

conocido que cae verticalmente desde una altura prefijada.

Para el ensayo de impacto sobre metales se usan preferentemente máquinas

de tipo pendular. Estas máquinas constan de una base robusta, que contiene

el yunque con el apoyo donde se coloca la probeta para el ensayo.

Un bastidor firmemente adosado a la base soporta una masa pendular, que

gira con mínimo roce en un soporte a bolillas.

Al costado del bastidor se halla la escala que mide la energía potencial que

corresponde a cada posición del péndulo y, por ende también la energía

gastada en la rotura de la probeta.



4. REQUISITOS DE UNA MÁQUINA DE ENSAYO PARA ENSAYO DE

IMPACTO.

1. La base y el yunque del equipo tienen que ser de una robustez tal que no

absorba parte de la energía del impacto.

2. La misma rige para el bastidor el cual debe ser firmemente adosado a la

base; soporta una masa pendular que gira con mínimo roce con un soporte

a olillas, para que no haya disipación de energía por vibración o

deformación.

3. El dispositivo para sostener la probeta de ensayo debe permitir su perfecto

centrado e inmovilización antes que se produzca el impacto.

4. El péndulo no debe vibrar durante su desplazamiento el cual debe

ejecutarse en un plano vertical.

5. El mecanismo que sirve para liberar al péndulo de su posición de reposo

no tiene que incluir en su movimiento en el sentido de producir aceleración

o vibración.



6. Cuando el péndulo cuelgue libremente en la máquina sin probeta el borde

del que percuta debe coincidir con la línea vertical que pasa por el centro

de rotación del péndulo.

7. En el momento del impacto la recta de acción de la fuerza reactiva entre la

probeta y el péndulo; tiene que pasar por el centro de percusión.

Siguiendo la figura que indica la posición de A de la masa pendular a B,

antes de iniciar el ensayo de impacto (energía dispensable) y en

B la posición que alcanza el péndulo después de romper la probeta

ubicada en C; la energía (disipada) en la rotura es:

E=G(h1−h2 )=GR (cosα 2−cosα 1)8. Para el ensayo de Izod se emplea generalmente una barreta con tres

entalladuras en otras tantas caras, que se ensaya sucesivamente a

medida que se va separando cada trozo.

9. En materiales homogéneos se obtienen así las cifras comparables,

mientras que en los materiales heterogéneos, o con tratamientos

superficiales, las cifras difieren.

10.La mayoría de las máquinas pendulares permiten leer directamente en

sus escalas de energía E gastada en la rotura de las probetas, sin

necesidad de considerar las energías inicial y final dadas por la

posición del martillo antes y después de la rotura de la probeta.

11.Los tipos de martillo pendulares para el ensayo del impacto suelen

fabricarse por lo general, con una potencia máxima disponible de 30

daNm y 3 daNm. El primero para el ensayo de metales y el segundo

para plásticos, aunque puede haber también otras capacidades.



5. PROBETAS PARA EL ENSAYO DE IMPACTO.

Las probetas de impacto más usuales son las que responden a los ensayos de

impacto de Charpy e Izod o al de impacto por tracción, las mismas que se

aprecian en la fig., con sus correspondientes dimensiones y entalladuras.

La probeta se ensaya simplemente apoyada y recibe el impacto del percutor

en la cara opuesta a la entalladura.

Las mismas máquinas permiten el ensayo de impacto con probetas circulares

llenas o entalladas. Las probetas llenas son generalmente de 6mm de

diámetro, mientras que las probetas entalladas sonde 10mm con una

entalladura de 1mm de ancho y 2mm de profundidad.

La rotura de la probeta se debe realizar con un solo golpe, descartándose

aquellas que no hayan roto de primera intención.

El resultado del ensayo de impacto se expresa como la relación entre la

energía de rotura “E” dividida por la sección útil de la probeta “Fu”,

designándose como resiliencia

Siendo E la energía proporcionada por la máquina de ensayo y Fu la sección

de la parte llena en la zona entallada, variable que inciden en el ensayo de

impacto.Los resultados de los ensayos de impacto sobre probetas iguales

efectuadas en máquinas distintas pueden diferir por variación de las

cantidades de energía disipada en forma de vibración por las distintas partes

de la máquina.

La velocidad de percusión de los martillos también incide en los resultados.

La mayor incidencia está en el tamaño y la forma de la probeta, y en especial

de la entalladura.

La cifra de impacto:


R= EFu

(daNm/cm3 )


Varía con la temperatura a tal punto que por debajo de una temperatura son

frágiles por encima de la misma dúctiles. Entre ambas fracturas existe una

zona de transición, donde el tipo de fractura es mixto. La temperatura crítica

depende del tipo de acero, de la forma de la entalladura, del grano del material

y del tratamiento térmico o mecánico.

Nota: No Se Ensayaron No Llevaron Las Muestras Para Hacer El Ensayo De

Impacto.



LA MADERA

La madera es un recurso natural que ha sido empleado por el hombre desde los

primeros tiempos, primero como combustible para producir fuego, y más tarde

para la fabricación de utensilios. Aún en la actualidad, la madera, por sus

propiedades características, es un material empleado con fines muy diversos

como la construcción de edificios, fabricación de muebles, objetos artesanos,

papel, etc.

Ensayo Flexión explicando el ingeniero

ENSAYO DE FLEXIÓN

1. MARCO TEORICO

Este ensayo tiene por objeto difundir el conocimiento del

comportamiento mecánico de las maderas nacionales, profundizando

en la caracterización de las especies forestadas para la obtención

de madera de buena calidad. Mostraremos resultados de

investigaciones realizadas en el ensayo de ensayo de materiales

de la UNI.

NORMA



o Código----------------------- NTP 251.017:2004

o Publicado-------------------- R. 58-2004-CRT-INDECOPI (2004-07-02)

o Título------------------------ MADERAS. Método para determinar la

flexión estática

2. OBJETIVOS

El objetivo de este ensayo es la determinación de la flecha de la

madera a la cual se le aplica determinada carga, madera extraída de un

lote considerado homogéneo y de tres tipos diferentes.

Determinar que tipo de madera es la mas adecuada en cuanto a la

resistencia a la flexión se refiere para la elaboración de vigas.

3. EQUIPO UTILIZADO

Las probetas a ensayar son de madera copaiba, pino y tornillo, fueron

sometidas a un esfuerzo de flexión estática, con una separación entre

apoyos de acuerdo a normas AFNOR y que recibieron un esfuerzo. El

equipo utilizado fue una máquina universal mecánica.

4. PROCEDIMIENTO

Se prepara la probeta para realizar el ensayo de flexion en este caso

particular sera una probeta cuyas medidas son 20mm x 20mm x

300mm.

Se coloca la probeta en la maquina universal

Se procede con el ensayo haciendole la aplicación de la carga a la

probeta.

Se va midiendo laflecha y la carga aplicada

Se anotan ambos datos para realizar los calculos respectivos.

5. EXPRESION DE RESULTADOS



Escala 60.0

Distancia de apoyo 24 cm

ENSAYO DE IMPACTO

1. MARCO TEORICO

Se mide por medio de un ensayo en el cual una probeta de un material,

generalmente con la presencia de una muestra, se golpea con un péndulo


TIPO DE MADERA CARGA APLICADA

(Kg.)

FLECHA

( mm.)

TORNILLO 204 7mm

PINO 220 7mm

COPAIBA 296 6mm


calibrado y se mide la energía requerida para fracturarla. Aunque se utiliza

el término de energía.En la regla vertical se desliza un anillo que indica el

lugar para dejar caer la bola. Se anota la altura de caída necesaria para

producir la fractura de la solera.

Una muestra tiene resistencia al impacto si es fuerte cuando se la golpea

agudamente de repente, como con un martillo.

2. OBJETIVOS

Proporcionar los conocimientos esenciales del comportamiento de la

madera y su resistencia frente a los impactos producidos por cargas

externas

Comparar los resultados y determinar cual de ellos obtuvo la mayor

resistencia al impacto.

3. EQUIPO EMPLEADO

Máquina universal

Probeta de madera en forma rectangular, de medidas 30x2x2cm.

4. PROCEDIMIENTO

Se coloca la probeta en la maquina universal

Luego se le aplica la carga.

En la máquina universal hay un agujero en el cual indica la energía de

choque que alcanzara la probeta.

5. EXPRESION DE RESULTADOS



Colocación de los materiales en plena maquina

“universal”

ENSAYO DE COMPRESIÓN

PARALELA A LA FIBRA


Tipo de madera Energía de choque

Tornillo 2.8kg

Pino 2.4kg

huarango 0.4 kg


1. MARCO TEORICO

El método se basa en aplicar, sobre una sección transversal extrema de la

probeta, una carga continua de dirección paralela a las fibras de la

madera, midiendo las deformaciones producidas por la aplicación de

dicha carga hasta llegar al punto de falla de la probeta.

La resistencia a la compresión paralela a la fibra (fc0) está dada por la

máxima tensión de compresión que puede actuar en un cuerpo de prueba

con sección transversal cuadrada de 5cm de lado y 15cm de altura, y está

dada por la siguiente expresión:

NORMA

o Código------------------------NTP 251.014:2004

o Publicado---------------------R. 58-2004-CRT-INDECOPI (2004-07-02)o Título--------------------------MADERAS. Método para determinar la

compresión axial o paralelo al grano

2. OBJETIVOS

El objetivo de este ensayo es la determinación de la resistencia y rigidez a

compresión paralelo a la fibra de la madera de un lote considerado

homogéneo.

3. EQUIPO UTILIZADO

Máquina de ensayo para compresión, con dispositivo para regular la

velocidad de ensayo y con cabezal rotulado de modo que permita una

distribución uniforme de la carga sobre la probeta.

Extensómetro, con sensibilidad de 0,002 mm.

Las probetas deben ser paralelepípedos rectos de 2 x 2 x 5 cm.

medidos con una precisión de ± 0,3%. No deben presentar fallas ni

defectos.

Las secciones transversales extremas de la probeta deben ser paralelas

entre sí y perpendiculares a su eje longitudinal. La probeta debe tener


f CO=FCOmaxA


su eje longitudinal paralelo a la dirección de la fibra con dos de sus

caras opuestas paralelas a los anillos de crecimiento. Las maderas son

de tornillo, pino y copaiba.

4. PROCEDIMIENTO

Medir el ancho, a, y el espesor, e, de la probeta en ambos extremos y

en el centro de ella.

Aplicar la carga en forma continua con una velocidad del cabezal de la

máquina.

Medir las deformaciones por compresión paralela, a, que se producen

en el tramo central.

Medir las deformaciones con una precisión de 0,002 mm, para cargas

progresivas, con intervalos de carga convenientemente elegidos, de

modo que las lecturas que así se obtengan permitan efectuar la

determinación del límite de proporcionalidad, Plp, en el gráfico carga -

deformación.

Anotar la carga máxima, Q, obtenida durante el ensayo de la probeta.

Para obtener resultados uniformes y satisfactorios es necesario que las

roturas no se produzcan en los extremos de la probeta.

Después del ensayo, extraer de las cercanías de la zona de falla de la

probeta.

5. CALCULOS Y GRAFICOS

ENSAYO DE COMPRESIÓN DEL PINO



ENSAYO DE PROVETA CONCRETO

ENSAYO DE COMPRESIÓN

PARALELA A LA FIBRA



RESULTADOS

ENSAYO DE TRACCIÓN

PERPENDICULAR A LA FIBRA


Tipo de madera Carga (Q)

Tornillo 1620

Pino 1700

Huarango 3800


1. MARCO TEORICO.

La norma establece las condiciones que deben cumplirse para el ensayo

perpendicular a la fibra en madera en las cuatro variedades tales como:

copiaba, eucalipto, pino, tornillo. En nuestro caso se uso Pino, Copiaba y

Tornillo.

Probeta de madera para ensayo de tracción perpendicular a la fibra

Probeta para ensayo de tracción perpendicular a laFibra Norma Francesa AFNOR

2.

OBJETIVOS

Proporcionar los

conocimientos esenciales del comportamiento de la madera.

Determinar la resistencia a la tracción de la madera en sus distintas

variedades.



Comparar los resultados y determinar cual de ellos obtuvo la mayor

resistencia.

3. EQUIPO UTILIZADO

El equipo que se utilizó en el ensayo fue la maquina universal en el cual

se puede realizar hasta tres ensayos. La maquina cuenta con las escalas

600kg hasta 6000kg y las medidas de la madera son de acuerdo a norma.

4. PROCEDIMIENTO

Se prepara las probetas ya establecidas por norma.

Se coloca la madera en el equipo y se ajusta donde el equipo tiene

una escala milimetrada para la lectura de la carga al aplicarse.

Se produce una fuerza que trata de soportar las fibras de la madera.

En este ensayo la carga actúa perpendicularmente a las fibras de la

madera por lo tanto no es útil para cargas pesadas.

Ensayo de traccion

perpendicular ala fibra

Expresión de los resultados:

Mala medidas hechas, no entraban

ala maquina. “Universal”



En pleno ensayo de la probeta

de mala medida.

ENSAYO DE CLIVAJE

1. MARCO TEORICO

La palabra clivaje también conocida como “hendibilidad”. Es la resistencia

que presenta la madera a rajarse al introducirle un clavo, es decir, la

resistencia de las fibras a separarse en sentido longitudinal. En general,

las maderas húmedas aceptan mejor el clavado que las secas, y las



pino 70kg

Tornillo 30kg

Huarango 72 kg


blandas que las duras. El clivaje es la resistencia que ofrece la madera al

rajamiento. Puede ser tangencial y radial, dependiendo de la ubicación de

los anillos de crecimiento.

Podemos encontrar hendibilidad de dos tipos:

Clivaje tangencial

El plano de falla es tangente a los anillos de crecimiento.

Clivaje radial

Es aquel en que el plano de falla es normal a los anillos de crecimiento.

2. OBJETIVOS

Proporcionar los conocimientos esenciales del comportamiento de la

madera en referencia a rajaduras que se puedan presentar en el supuesto

caso de que sus fibras se separen.

Determinar la resistencia a la hendibilidad de la madera en sus distintas

variedades.



Comparar los resultados y determinar cual es el mas adecuado en la

elaboración de una viga.

3. EQUIPO UTILIZADO

El equipo que se utilizó en el ensayo fue la maquina universal en el cual

se puede realizar hasta tres ensayos. La maquina cuenta con las escalas

600kg hasta 6000kg y las medidas de la madera son de acuerdo a norma.

4. PROCEDIMIENTO

Se prepara las probetas ya establecidas por norma.

Se coloca la madera en el equipo y se ajusta donde el equipo tiene una

escala milimetrada para la lectura de la carga al aplicarse.

Se produce una fuerza que trata de separar las fibras de la madera.

En este ensayo la carga actúa paralelamente a las fibras de la madera.

5. CALCULOS Y GRAFICOS.

En Pleno Ensayo De Clivaje.Huarango




Tornillo 20

Pino 22

huarango 18

Esquema de ensayo de clivaje. Dependiendo deLa ubicación de los anillos de crecimiento con respecto al plano

De falla, el clivaje puede ser tangencial y radial.



ENSAYO DE TRACCIÓNPARALELA A LA FIBRA



1. MARCO TEORICO

En estos ensayos se recurre de acuerdo a la Fig. Ambas poseen una secc.

Central calibrada y extremos ensanchados en la zona de empalme para

evitar la rotura se produzca cerca de las mordazas a raíz del aplastamiento

del material.

Es conveniente destacar la disparidad de las dimensiones de las probetas

de maderas de acuerdo con las diversas normas lo cual tiene una

incidencia marcada en los resultados de los ensayos que se efectúa con

ese material dado que la presencia de nudos y otros defectos es un hecho

inevitable la resistencia disminuye con el aumentos de las dimensiones de

la probetas

Además por ser madera un material de alto contenido de humedad (tanto

mayor cuanto menor es su densidad),el resultado del ensayo siempre debe

ir acompañado de la cifra del contenido de humedad en el momento de

realizar el ensayo.

Probeta lista para ser ensayado



NORMA

Probeta de Madera para ensayo de Tracción Paralela a la fibra Norma ASTM D-143

Norma Alemana DIN 2188

VELOCIDAD DE ENSAYO DE TRACCION



Si se efectúa mediciones con aparatos ala velocidad ha de ser tan lenta

para efectuar cómodamente la lecturas sobre la marcha del ensayo

Otro procedimiento consiste en aplicar la carga por incrementos ,

leyendo las curvas cargas-deformaciones , es conveniente efectuar las

lecturas de las cargas para iguales incrementos de las deformaciones

Cuando no se efectúa la mediciones de deformaciones, el incremento

de la carga puede ser a razón se 1 daN/mm².s, la velocidad que se

puede aumentar una vez superado el periodo de fluencia

2. PROCEDIMIENTO

Se amarra la probeta a las mordazas de la maquina y se verifica su

correcta verticalidad.

luego se aplica la carga en forma gradual hasta producir la rotura , instante

en que se registra la carga máxima.

3. CALCULOS.

ENSAYO DE DUREZA


Tipo de madera Carga (Kg.)

Tornillo 336kg

Pino 336kg

Huarango 498kg


1. MARCO TEORICO

Si bien es cierto la dureza de la madera se puede determinar me3diante el

ensayo de BIRNELL, empleando la bolilla de 10mm y una carga entre 100 y 500

daN – según sea la dureza -, la que se aplica en 15 segundos y se mantiene

durante 30 segundos, el ensayo frecuentemente empleado es de JANKA.

De acuerdo con este método de dureza se utiliza un penetrador esférico de

11.28mm de diámetro o sea una sección F=1.0cm², que introduce en la muestra

de madera a una profundidad igual al radio la cifra de dureza JANKA es igual a la

de la carga para producir esa penetración, puesto que se define como la relación

entre la carga y la sección diametral de la impresión que es igual precisa mente, a

1.0cm².

En general se practican dos penetraciones sobre una superficie tangencial, dos

sobre una superficie radial y una en cada extremo, cuidando de hacerlo lejos de

los bordes.

Se obtienen de de ese modo tres cifras de dureza que varían entre si de acuerdo

con la superficie de la madera esa diferencia se hace tanto menor cuanto mayor

es el peso especifico de la madera en cuyo caso también aumenta la dureza.

En pleno ensayo De dureza Del pino



NORMA

El ensayo se realiza sobre una probeta especialmente preparada (norma

ASTM D-143) de 5.1 x 5.1 x 15.2cm esta se coloca sobre el plato de apoyo

de una maquina de ensayo en cuyo cabezal superior se ha introducido el

dispositivo con el durometro, que posee un aditamento que solo permite

que este penetre hasta una profundidad igual a 5.64mm.

La norma IRAM 9558 establece un método de ensayo para determinar la

dureza de las maderas, que esta basado en la norma AFNOR B 51-0.13.

2. OBJETIVOS

Verificar la dureza para los diferentes tipos de madera y comparar

3. EQUIPO UTILIZADO

El instrumental necesario para dicho ensayo consta:

a) Una cuchilla recta con borde de cilíndrico de 15mm de radio y de una longitud mayor que la dimensión transversal de la probeta

b) Una maquina para la aplicación de las cargas hasta 200 daN con lecturas al ±1%.

c) Un penetrómetro para la medición de las profundidades de las improntas con lecturas al 0.01mm.

Las probetas utilizadas son de 20mm x20mm x 60mm, sus caras mayores

son orientadas de modo tal que coincidan con las cortes transversales,

radiales o tangenciales respectivamente. Las superficies deben estar

totalmente libres de defectos.

En el instante del ensayo la humedad de la madera debe ser de 15%± 3%

la determinación de la humedad se efectúa de acuerdo a la norma IRAM

9532.



4. PROCEDIMIENTO

Se mide el ancho de la cara a ensayar en su zona media. luego se coloca

la probeta sobre el plato de la maquina y se apoya en la cuchilla de modo

que el eje del borde cilíndrico quede horizontal y perpendicular en la mitad

del eje longitudinal de la probeta

Se aplica a la cuchilla una carga progresiva creciente hasta obtener un

valor de 5 daN y se lee el valor de la profundidad de la impronta en el

penetrómetro. Se aumenta progresivamente la carga aplicada durante 3

min. Hasta tener un valor de 100 daN por cm. de ancho de la probeta,

manteniéndose esa carga durante 5 seg. Para el caso de maderas muy

blandas la carga máx. Aplicada debe ser 50 daN por cm. De ancho de la

probeta.

Se disminuye la carga hasta 5 daN y se lee nuevamente el valor del

penetrómetro.

En nuestro caso de la visita se aumento la carga hasta q no ingresara el

penetrómetro (no girara la billa o eje cilíndrico, había chocado con la base y

se lee el valor de la carga.

Colocación del huarango Para ensayo de dureza

5. CALCULOS DE ENSAYO DE DURESA.




Tornillo 336 kg

Pino 414kg

Huarango 498kg

“Terminados los ensayos”.



En Pleno Ensayo El Grupo 3


ensayo de materiales

Documents

Transcript of ensayo de materiales