REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA.UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL.NCLEO SUCRE EXTENSIN CARPANO.CARPANO, BERMDEZ, SUCRE.

PROFESOR: BACHILLERES:ING. CARLOS AGREDA.CEPEDA H, ADRIANA. C.I: 25098668.GUEVARA M, DAVID J. C.I.:22650722LEN L, WILFREMIL A.C.I.: 24625264.MARCANO T, JOS G.C.I: 24625731.UGAS A, GLORISMAR.C.I.: 24839786.INGENIERA MECNICA. 5TO SEMESTRE. A

CARPANO, MAYO DE 2015.Resumen

El estudio y el entendimiento de materiales sometidos a momentos torsores es de gran importancia ya que en la mayora de las estructuras que estn relacionadas directamente con nuestras vidas, que vemos en la actualidad son hechas por materiales que son expuestos a fuerzas torsionantes (un ejemplo simple es un tornillo) que pueden lograr que el material falle y para ello se realiza el ensayo de torsin el cual es una prueba que se le realiza a un metal sometido a momentos de torsin para determinar su comportamiento mecnico y as obtener su resistencia a la falla por fatiga.Para llevar a cabo este ensayo de torsin se utilizara una probeta de aluminio, que fue dimensionada para luego ser introducida en la mquina de torsin, esta misma conto con dos mandriles que sujetan la barra de acero, donde uno de estos esta fijo y el otro ser el que se mueva para aplicar la carga, es decir el apoyo mvil. Se tomara un punto referencia y se irn aplicando torque con el fin de evaluar el comportamiento que presentara el material.Despus de este proceso experimental se analizaron los resultados y se dio un informe de lo ocurrido y las causas por las cuales pensamos ocurrieron los diferentes fenmenos presentes, tambin se realizaron las reflexiones necesarias para expresar el alcance que tubo el ensayo en os conocimientos de los integrantes de los grupos y la importancia de los materiales que se usaron durante el desarrollo de la prctica. De la misma forma este informe tambin muestra algunas fotos de la experiencia realizada.

ndice.

Introduccin . . . . . . . .. . ..4Objetivos . . . . . . . .....5Fundamentos tericos . . . . . . . . .. . . . . . . ....6Instrumentos y Materiales Utilizados . .. . . ..8Procedimiento Experimental . . . . . . . . ..9Tabla de datos .. . 10Grafica 1 . . . . . . . . . . . . .11Ejemplo de Clculos . . ......12Informe Tcnico del Ensayo. .....13Anlisis de Resultados . . . . . . . ....14Conclusin . . ..15Bibliografa.....16Anexos ...17

Introduccin.

El estudio de elementos y por mayora los elementos metlicos sujetos a fuerzas que generan momentos torsores es de gran importancia en el campo de la ingeniera, y an ms en el caso de la ingeniera mecnica, donde el anlisis de las propiedades de los materiales marca la diferencia a la hora de la eleccin de cualquier material en una obra o construccin de cualquier pieza o estructura.

Durante este proceso experimental se logro observar el comportamiento de una barra al aplicarle una fuerza torsora y se tomaron los valores de los pares torsores que la misma generaba. Este estudio ser pie de estudio y anlisis, los cuales se reflejan en este informe y en el cual se generan los comentarios que pudimos apreciar.

Objetivos.

Objetivos General Determinar las propiedades mecnicas Cortantes y valores Especficos de la muestra analizada.

Objetivos Especficos Estudiar el comportamiento del material sometido a Momento Torsor. Conocer los equipos y herramienta necesarios para realizar el ensayo de torsin.

Fundamentos Tericos

Torsin En ingeniera, torsin es la solicitacin que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecnico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensin predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.La torsin se caracteriza geomtricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de l (ver torsin geomtrica).El estudio general de la torsin es complicado porque bajo ese tipo de solicitacin la seccin transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenmenos:Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la seccin transversal. Si estas se representan por un campo vectorial sus lneas de flujo "circulan" alrededor de la seccin. Cuando las tensiones anteriores no estn distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la seccin tenga simetra circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas. El alabeo de la seccin complica el clculo de tensiones y deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en una parte asociada a torsin alabeada y una parte asociada a la llamada torsin de Saint-Venant. En funcin de la forma de la seccin y la forma del alabeo, pueden usarse diversas aproximaciones ms simples que el caso general.

SECCION CIRCULAR.Para esta seccin es vlida la hiptesis de Coulomb, la cual se verifica experimentalmente tanto en el caso de secciones circulares macizas como huecas. La hiptesis referida establece que las secciones normales al eje de la pieza permanecen planas y paralelas a s misma luego de la deformacin por torsin.

Desplazamiento angular El desplazamiento angular es la longitud del arco de circunferencia por unidad de radio:

La longitud del arco y el radio de la circunferencia son magnitudes de longitud, por lo que el desplazamiento angular es una magnitud adimensional, llamada radin. Un radin es un arco de circunferencia de longitud igual al radio de la circunferencia, y la circunferencia completa tiene 2 radianes.

VERNIERPequea escala corrediza graduada para determinar subdivisiones de una escala mayor. Si las divisiones ms pequeas de la escala mayor son de dcimos de pulgadas, la escala Vernier est calibrada en dcimos de nueve dcimos de una pulgada y, en consecuencia, cada una de sus divisiones es un noningentsimo de una pulgada. Ajustando el vernier para que su punto cero quede opuesto al punto que ha de ser medido, la lectura Vernier ms prxima que est en lnea con una lectura en la escala principal da el segundo lugar decimal de la medida; la escala principal da el nmero entero y el primer lugar decimal.Equipos e Instrumentos Necesarios

Maquina de Torsin con Accesorios. Vernier. Cinta Mtrica. Probeta de aluminio.

Procedimiento para realizar el EnsayoSe preparo una barra de seccin circular constante de aluminio, a la misma se le tomaron sus dimensiones tanto de largo como de dimetro, este procedimiento se realizo por tres bachilleres diferentes, para luego sacar un promedio. Despus que se tomaron las medidas se trazo una lnea por la barra, para poder tomarla de referencia con respecto al punto inicial. Procedi a colocar la barra en la maquina de ensayos, la cual tenia dos mandriles, uno fijo y el otro mvil, en el lado mvil tenia un medidor de los grados de giro. Luego se encendi, la maquina y por cada 2 que giraba se tomaba el par utilizado, el cual era generado por la misma maquina. Este procedimiento se realizo hasta llegar a 20, para proceder a retirar la fuerza y revisar la probeta y el cambio que sufri la misma.

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Ejemplo de Clculos

Determinando Momento de Inercia de la seccin (J):

J = (/2)(C4) = (/2)(0.375in)4 = 31.063x10-3in4

Determinando Esfuerzo cortante (): = (T*C) / JEjemplo:1 = (550 lb-in)(0.375in) / (31.063x10-3in4)1 = 6965.2 lb/in2 Determinando Deformacin Angular (): = (*C) / (LI)Ejemplo:1 = (0.0349rad)(0.375in) / (9.843in) 1 = 0.00133 rad.

Tabla de Datos.(rad)T(lb-in)(lb/in2) (rad)

20,034906585506965,20,00133029

40,069813167759814,60,00266058

60,1047197490011397,60,00399087

80,13962632115014563,60,00532116

100,1745329132816817,7920,00665145

120,20943948150619071,9840,00798174

140,24434606155019629,20,00931203

160,27925264155119641,8640,01064232

180,31415922155219654,5280,01197261

200,3490658155419679,8560,0133029

L inicial25x10-2m9.843in

Dimetro19.053x10-3m0.750in

Radio (C)9.526x10-3m0.375in

Grafica.

Grafica Vs (rad)(lb/in2)

Informe Tcnico del Ensayo. Material de la Muestra Analizada: una probeta de aluminio. Maquina utilizada: Maquina de Torsin. Capacidad de la Maquina: 5000 lb.in Apreciacin de la Maquina: Temperatura del ensayo: 26 C. Dimetro de la muestra: 19.053mm Longitud de la Muestra: 25cm Par Mximo Aplicado: 1554 lb.in ngulo de Torsin Mximo Aplicado: 20 Deformacin angular Mxima Aplicada: 0,0133029 rad Esfuerzo Cortante Mximo Aplicado: 19679,856 lb./in2

Anlisis de Resultados Despus de la experiencia realizada, al desarrollar los datos obtenidos vemos como se comporto el material segn las cargas aplicadas, de esta forma se ve como la barra fue sufriendo un giro proporcional a la carga que se le estaba aplicando, esto sucedi desde el inicio de aplicacin del torque a unas 7000Lb/in2 y cuando haba girado 4, el materia fue girando proporcional torque que se le aplicaba, esto sucedi hasta los 10 aproximadamente, ya que el material en ese punto no necesito una aplicacin de fuerza mayor y comenz a ceder al torque sin ofrecer resistencia al mismo, por ello vemos como en la grafica empieza a reflejarse una lnea recta a partir de ese punto sin verse incremento en la carga suministrada.A pesar de ser un aluminio se observo como el material en el principio de la experiencia ofreci resistencia al torque pero despus el mismo se dejo deformar con gran facilidad.

ConclusionesEl manejo de la mquina de ensayos no presento mayores complicaciones ya que el sistema de retencin de la barra era muy sencillo y la misma trabajaba a travs de un sistema hidrulico y mecnico, por tanto la aplicacin del torque era ms sencillo que en el caso de la maquina universal de ensayos. El desarrollo de esta prctica fue hecho con un aluminio, buscando ver el comportamiento del mismo, este material tiene una ductilidad muy alta, en comparacin con algn acero al carbono. De igual manera las dimensiones de la probeta fueron tomadas, comenzando por su dimetro y pasando despus a medir la longitud de la barra. Este aluminio al ser sometido a la fuerza torsora ofrecida por la maquina presento una resistencia a ser deformado, aunque luego cedi a la fuerza torsora y comenz a girar de forma ms sencilla sin requerir la aplicacin de una fuerza mayor. De igual manera el material no mostro en ningn momento que fuera a partir por efecto de la fuerza. Al extraer la barra de la maquina la misma no presentaba mayores cambios visuales y no se le aprecio deterioro por efecto de la fuerza que se le haba aplicado. Por otro lado para comprender mejor el ensayo de torsin realizamos un simulador sencillo de esto, el cual nos arroj los siguientes datos:F (N)(rad)T(Nm)(N/m) (rad)

9,81480,8377580410,736930464691445030,00598399

19,62771,3439035241,182159287525859730,00959931

29,4358510,210176128,9813457176986300,07292983

39,24153526,7908040223,56642211,5003E+100,19136289

49,052654,6251225184,0684702625900686100,03303659

L inicial (m)0,14

Dimetro (m)0,002

Radio (m)0,001

E (N/m)7,84E+10

J (m)1,57E-12

Para lo cual se utilizaron los siguientes materiales:1 tubo x de 6m, mandril de taladro, rodamiento de 5 cm, electrodos, mquina de soldar, esmeril, 1 polea de aluminio, pintura de aceite negro, brocha, segueta tornillos, tuercas, bancada de pistn varillas de los materiales: plata 0% y acero, que servirn de probeta, 2 pesas de 4,5 kg y 1 pesa de 9kg, lpiz, cuaderno, calculadora, cinta mtrica.

Luego de todo esto adquirimos como experiencia que al utilizar una probeta improvisada de dimetro mucho menor que el de una probeta estandarizada, esta se le es mucho ms fcil deformarse pero producto de que el material es bastante dctil se vuelve bastante notorio la cantidad de vueltas que se le deben aplicar para que esta llegue a su resistencia ultima a pesar de utilizar una misma fuerza.

Bibliografa

1. BEER; JOHNSTON y DEWOLF. 2.000 Mecnica de Materiales editorial Mc Graw Hill, tercera edicin, Mxico.