Informe Contenido Traccion Flexion

5/14/2018 Informe Contenido Traccion Flexion - slidepdf.com

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Tecnología de la madera _ Arquitectura

INTRODUCCIÓN

En el presente informe consiste en el ensayo tracción perpendicular a las fibras,identificando el comportamiento mecánico que sufren las probetas de las maderasmediante la aplicación a esfuerzos de tracción perpendiculares a sus fibras. Es necesarioel uso de probetas sin defectos y encontrarse en estado seco (CH= 12±1%) o superior alpunto de saturación de las fibras (estado verde).Tras someter a las probetas a losesfuerzos de tracción, será un objetivo trascendental entender el comportamiento queestas tienen comparando los esfuerzos que resistió cada tipo de madera y evaluar suscondiciones en resistencia para llegar a conclusiones.

Para el segundo ensayo, las probetas de maderas se sometieron a una carga de

flexión estática, con los datos registrados, definir mediante fórmulas (Nch987) la Tensiónunitaria, Tensión máxima o de rotura, Límite de proporcionalidad, módulo de elasticidad.Luego es necesario comparar la resistencia a la flexión que existen entre ellas y sacar lasconclusiones.

MARCO TEORICO

Tensión máxima de tracción perpendicular: Carga por unidad de superficie que esnecesaria para provocar la falla de la probeta.

Límite de Proporcionalidad: Punto del gráfico carga-deformación, en el cual la curva sedesvía de la recta inicial.

Módulo de Rotura: Medida de la máxima capacidad resistente que tiene la probeta parasoportar una carga en forma gradual durante un período corto de tiempo. Es un criterio deresistencia aceptado mundialmente, aún cuando no corresponde a una tensión real,debido a que la fórmula con la cual se determina solamente es válida en la zona elástica.

Módulo de Elasticidad: Medida de la resistencia a la deformación axial de la probetacuando se la somete a una carga de dirección paralela a las fibras de la madera. Sedetermina como la pendiente de la zona lineal del gráfico carga-deformación por debajodel límite de proporcionalidad. En el caso del ensayo de flexión, se relaciona con ladeflexión debido al cizalle o esfuerzo de corte.




OBJETIVOS

(TRACCION)

- Identificar el comportamiento mecánico que sufren las probetas mediante laaplicación a esfuerzos de tracción perpendiculares a sus fibras.

- Analizar los resultados obtenidos del ensayo y compararlos en base a cada tipode madera de las probetas.

- Indicar los esfuerzos que resistió cada tipo de madera para poder realizar loscálculos finales.

- Identificar el comportamiento mecánico que sufren las probetas mediante laaplicación a esfuerzos de tracción perpendiculares a sus fibras.

- Establecer comparaciones entre los distintos tipos de madera y ver cuáles sonlas que logran una mayor resistencia a los esfuerzos de tracción.

(FLEXION)

- Conocer el comportamiento de las distintas maderas cuando éstas se someten auna carga de flexión estática.

- Determinar la tensión unitaria, tensión máxima o de rotura, límite deproporcionalidad, módulo de elasticidad.

- Establecer comparaciones entre los distintos tipos de madera y ver cuáles sonlas que logran una mayor resistencia a los esfuerzos de flexión.

- Analizar los resultados obtenidos del ensayo y compararlos en base a cada tipode madera de las probetas.

(En base a los requisitos de la norma NCh 987.)




PROCEDIMIENTO

Se dispone de 3 probetas (pino, eucalipto y coigue), las cuales serán dimensionadas,con el fin de verificar sus dimensiones reales de cada probeta, para que no exista unerror en los cálculos posteriores

Una vez dimensionadas, se verifica que las probetas se encuentre libres de defectosque puedan alterar los resultados del ensayo.

Medir mediante la utilización del pie de metro, las dimensiones (largo y ancho) de lamenor superficie que se debe someter tracción de cada una de las probetas: Pino,eucalipto y coigüe. Luego se dispone a cada una de las probetas en el accesorio de lamáquina Versatester para cargarlas de manera continua, a una velocidad del cabezal dela máquina de 2,5 mm/min. No variando más allá de un 25%. Se debe determinar la carga

máxima Q aplicada en cada probeta, para la cual se determina su punto de falla. Mediantela obtención de lo datos, se realizan los cálculos respectivos para cada una de lasprobetas, determinando su tensión máxima de tracción perpendicular. Finalmentecomparar resistencias mecánicas a tracción de cada probeta.

Instrumentos para el ensayo:

Probetas Paralelepípedos rectos en las medidas 50x 50 x 63 mm, perforados segúnmuestra la imagen para producir un plano de falla por tracción de 25 x 50 mm.

Las probetas utilizadas se plantean de tal manera que el plano

de falla sea tangencial a los anillos de crecimiento, por lo tanto elensayo realizado se denomina Tracción perpendicular tangencial.

Pie de Metro: Instrumento el cual permite medir con precisión

Máquina Versa-Tester, Maquina de Ensayo de compresión y tracción con regulador develocidad de ensayo y con cabezal rotulado de modo que permite unadistribución uniforme de la carga sobre la probeta. En el caso de estelaboratorio, la maquina consta de accesorios (mordazas) los cualestoman la probeta para llevar a cabo el ensayo.




Para el ensayo de flexión las probetas deben ser paralelepípedos de Paralelepípedosde 50x50x760 mm, medidos con un precisión de ±0,3 %, para el ensayo de flexión. Se

debe medir mediante la utilización de pie de metro, las dimensiones de (altura y ancho) enel centro de la longitud de cada probeta considerando una luz= 700 mm de modo deaplicar posteriormente la carga en el centro de ella. De acuerdo al ensayo se apoya laprobeta sobre la máquina, de modo tal que sus extremos sean capaces de seguirlibremente los efectos de la deflexión. Además considerando que la carga debe seraplicada sobre plano tangencial más cercano a la médula, se usa como elemento decarga un cabezal, en este caso una pieza de madera mañio, de forma y tamaño segúnfigura. Luego se aplica la carga de modo continuo y a una velocidad de 2,5 (mm/min), novariando su velocidad más allá de un 25%. Se mide la deflexión en mitad de la luz, con elfin de poder determinar el limite proporcional (Plp) en el grafico carga-deformación.Finalmente se determina la carga máxima Q aplicada en cada probeta durante el ensayo.

Instrumentos para el ensayo:

Probetas Paralelepípedos de 50x50x760 mm, medidos con un precisión de ±0,3 %,para el ensayo de flexión. Las probetas utilizadas deben tener su ejelongitudinal paralelo a la dirección de las fibra con dos de sus carasopuestas paralela a los anillos de crecimiento.

Pie de Metro: Instrumento el cual permite medir con precisión las medidas de las tresprobetas de madera entregas.

Máquina de ensayo para flexión, con dispositivo para regular la velocidadde ensayo.

Cabezal de madera mañio: Cabezal con características como muestra la figura, el cuales colocado bajo el elemento que aplica la carga puntual, siendo éste el elemento que

aplica directamente la carga sobre las probetas.

Huincha de medir: Instrumento de medición graduado al cm, mm y pulgada. El cualcumplió la función de medir con precisión de 1mm la deformación de la probeta bajointervalos de carga convenidos en el laboratorio.




RESULTADOS DE EXPERIENCIA LABORATORIO

ENSAYO DE TRACCION

Largo (L), y anchos (a) de la probeta de cada madera:

MADERA L(cm) a(cm)

Pino 47 24,9

Coigüe 50,1 25,4

Eucalipto 49,2 26,6

Valores obtenidos para la carga máxima Q (Kg), donde se produce la falla de la probeta:

MADERA Q(Kgf)

Pino 500

Coigüe 990

Eucalipto 1160

CALCULOS DE TRACCION

Tensión máxima de tracción perpendicular a las fibras( Rtn):

Donde:

Q = Carga para la cual se obtiene la falla de la probeta.

l = Promedio de las medidas de altura del plano de falla de la probeta.

a = Promedio de los anchos medidos del plano de falla de la probeta.

la

Q Rtn

Expresado en MPa.




CASO 1) Pino:

Rtn = 500 (Kgf) .

2,49(cm) x 4,7(cm)

Rtn = 42,7 (Kg/cm²)

Rtn = 4,27 (MPa)

CASO 2) Coigüe:

Rtn = 990 (Kgf) .2,54(cm) x 5,01(cm)

Rtn = 77,7 (Kg/cm²)

Rtn = 7,77 (MPa)

CASO 3)Eucalipto:

Rtn = 1160 (Kgf) .

2,66(cm) x 4,92(cm)

Rtn = 88,6 (Kg/cm²)

Rtn = 8,86 (MPa)




RESULTADOS DE EXPERIENCIA LABORATORIO

ENSAYO DE FLEXION

Altura (h), y anchos (a) de la sección transversal de cada madera:

MADERA h(cm) a(cm)

Pino 5,35 5,01

Coigüe 4,96 5,01

Eucalipto 4,97 4,98

Valores obtenidos en el ensayo de flexión de carga y deformación:

PINO COIGUE EUCALIPTO

Carga [Kgf]Deformación

[mm] Carga [Kgf]Deformación

[mm] Carga [Kgf]Deformación

[mm]

100 1 100 2 100 0

150 2 200 4 200 1200 2,5 250 5 300 1,5

300 4 300 5,5 400 2,5

400 5,5 350 7 500 3

450 7 400 7,5 600 3,5

500 7,5 500 8,5 700 4

550 8 550 9,5 800 4,5

600 9 600 10 900 5,5

650 10 650 11 1000 6

700 11 700 12 1100 6,5

750 12 750 13 1200 7




800 13,5 800 13,5 1300 8

850 14 1400 8,5

850 17 1500 9,5

900 19 1600 10

950 20 1700 11

1000 23 1800 12,5

1850 14




GRAFICOS

TENSION

MADERA: Pino

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1 2 2.5 4 5.5 7 7.5 8 9 10 11 12 13.5

Carga v/s Deformación

Pino




MADERA: Coigue

0

200

400

600

800

1000

1200

2 4 5 5.5 7 7.5 8.5 9.5 10 11 12 13 13.5 14 17 19 20 23


Coigüe




MADERA: Eucalipto

CALCULOS DE FLEXION

Flexión en el límite de proporcionalidad (flp):

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 1

1 .

5

2 .

5 3

3 .

5 4

4 .

5

5 .

5 6

6 .

5 7 8

8 .

5

9 .

5 1 0

1 1

1 2

. 5

1 4


Eucalipto




PINO:

Plp: 750 (Kgf)

l: 70 cm

b: 5,01 cm

h: 5,03 cm

flp: 621,26 kg/cm2 = 62,126 Mpa

COIGÜE:

Plp: 850 (Kgf)

l: 70,00 cm

b: 5,01 cm

h: 4,96 cm

flp: 724,1 kg/cm2 = 72,41 Mpa

EUCALIPTO:

Plp: = 1800 (Kgf)

l: 70,00 cm

b: 4,98 cm

h: 4,97 cm

flp: 1536,4 kg/cm2 = 153,64 Mpa

3 x 750x 70 = 621,26 kg/cm2

2 x 5,01 x 5,03²

3 x 850 x 70 = 724,1 kg/cm2

2 x 5,01 x 4,96²

3 x 1800 x 70 = 1536,4 kg/cm2

2 x 4,98 x 4,97²




CONCLUSIONES

JORGE AGUIRRE 2813049-K

Obtenido los resultados de laboratorio se identifica al igual que en todos los experimentosanteriores (compresión perpendicular, paralela, cizalle) para flexión sin duda el eucaliptoes la que soportó una mayor carga hasta antes de llegar al punto de falla, fue la queobtuvo una menor carga en el límite de proporcionalidad, lo que demuestra que tiene unazona elástica menor que las otras dos probetas. Es posible señalar que la carga en ellímite de proporcionalidad de la probeta de pino y coigüe es bastante cercano a la cargaque produce finalmente la falla de la probeta, todo lo contrario que ocurre con la deeucalipto, en la cual se pudo observar una gran diferencia entre el valor de la carga en el

límite de proporcionalidad y la de falla. De acuerdo a la relación carga/deformación, eleucalipto fue también la probeta que tuvo un mejor comportamiento, ya que tuvo la mismadeformación que el pino pero soportando casi el doble de su carga, lo cual demuestra lasaltas resistencias mecánicas que tiene el eucalipto por sobre las otras probetasensayadas. Esto se puede deber a la estructura interna de este tipo de madera,principalmente a la cohesión entre sus fibras.

En cuanto al ensayo de tracción, es posible entender el nivel de adherencia quetienen las fibras entre sí, y cómo influyen en la resistencia a la tracción de cada una de lasprobetas. la resistencia, entonces, es proporcional a la cantidad de lignina que poseecada tipo de madera, siendo ésta la responsable del nivel de adherencia de las fibras. De

acuerdo de los resultados como es de costumbre la que resistió más al ensayo fue laprobeta de Eucalipto, siguiéndole el Coigüe y finalmente el Pino. Este último tuvo una muybaja resistencia en comparación con los otros dos, aguantando una carga quecorresponde a la mitad del coigüe y el eucalipto, lo cual puede hacer concluir que lamadera de pino es deficiente en cuanto a resistencias a la tracción.

Personalmente, ya teniendo los resultados principalmente de los ensayos realizadodurante el semestre se identificaros tres tipos de maderas eucalipto, coigue y pino, siendoen todos los ensayos el eucalipto la madera mas resistente y de mejor calidad anteensayos de esfuerzos mecánicos, tal vez haya mas tipos de maderas resistentes, sinembargo, como futuro arquitecto ya tengo los datos confiables de que el eucalipto es un

gran material de construcción para trabajar en futuras edificaciones.




FELIPE ESPINOZA TRIGO 2813025-2

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