Unidad Temática 2 (Máquinas y Ensayos)

7/26/2019 Unidad Temtica 2 (Mquinas y Ensayos)

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONALTECNOLOGIA DE LOS MATERIALESPLAN 1995

UNIDAD TEMTICA 3:

MAQUINAS DE ENSAYOS, CLASIFICACION DE LOS ENSAYOS.

3.1 Mquinas e instrumentos utilizados en el ensayo de materiales.

3.1.1 Caractersticas ms importantes.

3.1.2 Principios de funcionamiento.

3.1.3 Extensmetros. i!ersos tipos.

3.2 Clasificacin de los ensayos "estructi!os y no destructi!os#.

3.3 Perodo econmico de una o$ra% !ida &til de los materiales.

3.' Causas fsicas( qumicas y funcionales de la depreciacin.

3.) Mantenimiento.

3.* +cciones normales y accidentales.

3., Conser!acin y reemplazo.

3.- Enfoque estadstico

3.-.1 Presentacin de datos

3.-.2 alores caractersticos

3./ +plicaciones en la$oratorios.

BIBLIOGRAFIA

0+4 56+7E6 +84+9( 7a$oratorio de Ensayos 4ndustrialesEdiciones 7itenia( :s. +s.( Enero de 1/-,.0C489C 2;1( Edicin del 4...4.( ema< =Clculo de 8esistencia Caracterstica de

>ormi?ones@

0Copias de la 9erie 9cAaun. :i$lioteca B...

..................Realizado por: Ing, Eduardo Bevilacqua / Ing. GuillermoBevilacqua......................


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3.1 Mq!"#$ %& E"$#'(.

Principios 5enerales.

7a funcin de ensayar mecnicamente los materiales es estudiar su comportamiento

cuando estn sometidos a un esfuerzo determinado. Para efectuar estos ensayos es de

primordial necesidad contar con un dispositi!o que produzca un esfuerzo deseado y de !alor

perfectamente conocido. Con este dispositi!o el operador podr aumentar o de disminuir el

!alor del esfuerzo que act&a so$re el material( y en cada momento conocer su !alor numrico.

Este dispositi!o se llama =Mquinas de Ensayos@.

El trozo del material que se coloca en la mquina de ensayos se denomina =pro$eta@( lacual se amarra a la mquina por medio de mordazas.

+ctualmente Aay mquinas muy perfeccionadas de muy di!ersos tipos( pero en ?eneral

constan de si?uientes partesu??en$er?er se efect&a con accesorios especiales que

permiten montarlas correctamente( tanto para la realizacin de un ensayo a la traccin o la



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compresin. 5eneralmente se tra$aDa con dos extensmetros enfrentados para realizar el

ensayo. ado que el aparato es de poco peso( la presin a eDercer so$re la pieza de aDuste se

de$e ?raduar de manera tal que permita el Due?o li$re de las palancas. 7a u$icacin correcta

de las palancas la da ?eneralmente el AecAo de que( durante el ensayo( am$os aparatos de$en

arroDar indicaciones muy similares( de lo contrario de$e sospecAarse al?una anomala en la

fiDacin de los extensmetros.

En las i?uras G- y G/ se aprecian la fiDacin de un extensmetro de desarrollo !ertical

y se muestra tam$in un extensmetro de desarrollo Aorizontal.

FIGURA N>. E2&"$?6&2( -44&6*&4&. E$q&6# %& F"+!("#6!&"2(.

FIGURA N9. E2&"$?6&2( # &/(@ 6!+(62!+(.



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Compesmetro.

9e utiliza para determinar el mdulo de elasticidad esttico en pro$etas de Aormi?n

cilndricas de 1) cm de dimetro y 3; cm de altura( como se aprecia en la i?ura G1;.

Consta de dos aros metlicos que se fiDan en la pro$eta cilndrica y que pi!otan alrededor de

un punto fiDo determinado por un !sta?o( que fiDa la lon?itud de medida de referencia o $asedel compesmetro.

7a $ase : es de *@ "1); mm# y su dial comparador puede apreciar como menor lectura

1;0'@ "2() x 1;03mm#.

Como se aprecia en la fi?ura los dos aros o collares( que se acoplan a la pro$eta mediante

tornillos de suDecin dos en el collar superior y tres en el inferior( estn unidos por dos $arras

con tornillos en sus extremos que permiten su retiro para realizar el ensayo( quedando

exclusi!amente la $arra que determina la lon?itud de referencia o $ase del compesmetro.

FIGURA N1

Extensometra Elctrica.



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El extensmetro elctrico se $asa en un AecAo fsico que se refiere a los conductores

elctricos. icAos conductores poseen( como sa$emos( la propiedad de resistir la corriente

elctrica que pasa por ellos. En el caso de la corriente continua esa resistencia se conoce con

el nom$re de resistencia Amica la que est expresada por< 8l

9= ( siendo "1/*'# Aa dado nfasis al adecuado control de calidad del Aormi?n( a fin de

lo?rar una certeza razona$le en las propiedades del >G.

7os conceptos modernos a$arcanG.

2. eterminacin de las propiedades de la mezcla pre!ia.

3. Control de calidad del >G ela$orado so$re la $ase de ensayos mecnicos so$re mezclas

endurecidas.

'. erificacin de estructuras ya eDecutadas.

a# Extraccin de testi?os.

$# Ensayos no destructi!os.

c# Ensayos de car?as de la estructura.


F!4# N11. Puente de QAeatstone< a# simple( $# con extensmetro compensador de temperatura.


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Ensayo Mecnico de Pro$etas Moldeadas con el >G Empleado en la Estructura.

Es el mtodo ms se?uro para determinar la calidad del >G que se est ela$orando. o se

pretende conocer la resistencia real del >G colocado en la estructura( sino exclusi!amente

conocer la calidad del >G que se reci$e o que se prepara en la misma o$ra.

El criterio ms ?eneralizado es el de extraer muestras representati!as del >G que se estcolocando con la periodicidad que depende del tipo de control.

7a forma de moldear( curar y enca$ezar se !ern en ecnolo?a del >ormi?n.

radicionalmente las calidades de los >G endurecidos se Aan expresados en trminos de

!alores medios o mnimos( para un conDunto determinado de pro$etas.

+ctualmente se sostiene que nin?uno de los dos mtodos permite tener una idea certera

so$re la !erdadera capacidad portante de la estructura.En el 1G caso la &nica informacin que se o$tiene es un n&mero que separa al conDunto de

resultados en dos mitades( una que la supera y otra que no la alcanza.

El pro$lema que se plantea es que no sa$emos en que ma?nitud podrn lle?ar a diferir los

!alores indi!iduales correspondiente a ese );R inferior del promedio con respecto de ste

"puede lle?arse a un promedio de 2); I?cm2con cuatro pro$etas de 21; J 2'; J 2*; y 2/;

I?cm2como con cuatro pro$etas de 1); J 2;; J 3;; y 3); I?cm2#.

En cuanto al 2G criterio( tampoco permite lo?rar un conocimiento adecuado del conDunto

estructural puesto que ese !alor mnimo puede corresponder a una parte aislada que no es

representati!a del conDunto "2 conDuntos de pro$etas pueden tener el mismo !alor mnimo

pero corresponder a Aormi?ones de muy distinta =calidad@#.

Estos incon!enientes lle!aron a orreDa a la $&squeda de nue!os conocimientos para la

determinacin de la calidad( emplendose la Estadstica.

+plicacin de la Estadstica.

9i los !alores o$tenidos en determinaciones numricas de muestras extradas al azar se

analizan en su conDunto( se o$ser!a que si se calcula la media aritmtica mucAos de los

!alores presentarn pequeFas diferencias numricas( en ms o menos con respecto a la mediaaritmtica( y los menos diferirn en cantidades mayores "tam$in en ms o en menos# Aasta



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que por encima o de$aDo de cierta diferencia ya no aparecern !alores. 9 representamos lo

dicAo ?rficamente( indicando en a$scisas las ma?nitudes medidas y en ordenadas los

porcentaDes con respecto al total de o$ser!aciones o n&mero de o$ser!aciones de esa

ma?nitud( se comprue$a que los extremos de las ordenadas trazadas tienden a u$icarse

si?uiendo el trazado de una cur!a simtrica que lle?a a su mximo en coincidencia con la

media aritmtica y que se Aar asintota con el eDe de las a$scisas. Esta cur!a se corresponde

en situaciones ideales con la =Campana de 5auss@ para distri$ucin normal.

1# El punto para el cual la tan?ente a la cur!a es Aorizontal corresponde al ms alto !alor

porcentual de o$ser!aciones "frecuencia# y su a$scisa es el promedio aritmtico de todos

los !alores porcentuales del uni!erso en estudio.

2# >acia la izquierda y derecAa de la ordenada mxima la cur!a presenta ordenadas tanto

menores cuanto mayor es la distancia en a$scisas con respecto a la de la media aritmtica.En el lmite la cur!a se Aace asinttica al eDe de las a$scisas en sus dos ramas.

3# El rea limitada por la cur!a y el eDe de las a$scisas representa( en una cierta escala( a la

totalidad del uni!erso en estudio.

Por ciento pro$a$le del total de resultados disponi$les( comprendidos entre la cur!a de distri$ucin normal

el eDe de a$scisas y las !erticales trazadas por las a$scisas S$m 6 9

'# ado que la cur!a es simtrica( la ordenada correspondiente a la media T( di!ide al

uni!erso en dos mitades ");R de !alores superiores a T y );R de !alores inferiores#.



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)# >acia am$os lados de T la cur!a presenta puntos de inflexin( que se encuentran

distanciados en las escalas de las a$scisas en el !alor =9@ denominado =des!iacin

normal@( que se calcula del si?uiente modo se adopt 6 N 1(*)( por lo que el rea del sector u$icado a la

derecAa de la a$scisa V$I alcanza el /)R del uni!erso /)R# de

ser superada por las mezclas ela$oradas.

Es decir que cuando se esta$lece un !alor dado para V$I( se est aceptando el ries?o

calculado que en el conDunto de la estructura exista una fraccin no superior al )R de lu?ares

donde la tensin del >G no alcance el !alor de la caracterstica( considerando a su !ez que el



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>G de la estructura alcanza la mxima solicitacin en ciertos puntos "por eDemplo( zona central

de !i?as#. 7a pro$a$ilidad que las mezclas ms d$iles queden u$icadas en esos puntos puede

considerarse desprecia$le y adems a V$Ise le aplica un coeficiente de se?uridad que nos

pone a cu$ierto de ese u otros e!entos.

8elacin entre V$m y V$I.

9a$emos que< S S " ( #$I $m= 1 1 *)

=

1

101(*)

S

S

$m

$I

9i fiDamos !alores para =9

$mSo$tenemos las correspondientes relaciones

S

S$m$IG de$en

ase?urarse que se lo?ren los !alores fiDados para V$I. Con el fin de lo?rar este o$Deti!o(

de$en proyectarse las mezclas con !istas a alcanzar !alores promedios "V$m# que sern tantos

mayores que V$I( cuanto mayor sea .



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e aqu sur?e la necesidad de incrementar el control de la eDecucin del Aormi?n( dado que

en la medida que las mezclas correspondientes a distintos pastones sean Aomo?neas( los

!alores de V$ise Aarn menores( lo mismo ocurrir con y consecuentemente con

S

S$m

$I

.

Como el contenido de cemento en el >G( a i?ualdad de los dems factores( es

directamente proporcional a V$m ( no ca$e duda que se lo podr disminuir( disminuyendo la

relacinS

S$m

$I

( es decir . En el si?uiente ?rfico puede o$ser!arse como puede lo?rarse la

misma resistencia caracterstica "V$I# para diferentes V$m( y como para una misma V$m(

las V$I pueden ser diferentes.

El P8+E> esta$lece la posi$ilidad de eDercer distintos ?rados de control de la

ela$oracin del >G. Estos ?rados se sintetizan en 3 cate?oras denominadas;,>

1.

SS

S ($m

$i$mn

= = = 2'2;

2;1 *,I? cm

12 I?cm

2

2

. ( )9

n

$i $m=

= S S (

2

,2-' - I? P cm

12 9 N 2)(,

2 '

3. = = 9

$mS

(

(

2) ,

2;1 *, N ;(12,

;. S SS " ( # ( ($I $m $I= = = "101(,- ;(12,# I? P cm21 1 ,- 2;1 *, 1)* 1

Consideracionesallar la

ecuacin de esta recta.

S(/+!?". Comparar los !alores de W o$tenidos con las rectas de aproximacin( con los dados en la

a$la 1302 del Pro$lema 3"$#. [ Cul sera el !alor estimado de W cuando T N 1; \.

S(/+!?"

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