Ensayo de compresin.(Andrs Roca, Ayder Rincn, David Martnez)RESUMEN

El ensayo de compresin, consiste en evaluar el esfuerzo o la carga axial capaz de resistir un material antes de que llegue a su punto de fluencia. Para poder realizar esta prueba se deben seguir una serias de normas reguladas por la sociedad americana para pruebas y materiales, por sus siglas en ingles ASTM. Esto con el fin de que los datos obtenidos sean ms precisos.Palabras clave: esfuerzo, deformacin, mdulo de Young, fluencia.

INTRODUCCION

En este informe se pretende analizar los resultados arrojados experimentalmente a partir de pruebas mecnicas de un material, de manera tal que se puede mediante este anlisis determinar el mdulo de Young y as saber cul es el material usado en las pruebas. Las propiedades mecnicas de los aceros y fundiciones son influenciadas por la composicin qumica, producida del material, tratamiento trmico, condiciones ambientales, velocidad de calentamiento e enfriamiento y ante todo su grado de resistencia ante las deformaciones generadas por fuerzas externas e internas a las que debe someterse constantemente. El mdulo de Young ayudara a determinar el uso que en factores de diseo se le puede dar al material, determinado as las cargas mximas que puede soportar. El ensayo se realizar en una maquina universal de ensayos, la cual nos arroj datos como la fuerza aplicada y la deformacin existente, por medio de anlisis de diferentes tablas, grficas y regresiones lineales se obtuvieron datos que permitieron analizar las propiedades mecnicas del material.OBJETIVOS

El ensayo de compresin es un ensayo tcnico para determinar la resistencia de un material o su deformacin ante un esfuerzo de compresin. En la mayora de los casos se realiza con hormigones y metales sobre todo aceros, aunque se puede realizar sobre cualquier material.Se suele utilizar materiales frgiles

La resistencia en compresin de todos los materiales siempre es mayor o igual que en traccin.

Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresin en una maquina universal.

MARCO TEORICOEn general, cuando se somete un material a un conjunto de fuerzas se produce flexin, como torsin, todos estos esfuerzos conllevan la aparicin de tensiones de traccin como de compresin, aunque en ingeniera se distingue entre el esfuerzo de compresin y las tensiones de compresin.Compresin.La compresin es un profeso mecnico que consiste en someter a un cuerpo a la accin de dos fuerzas opuestas para disminuir el volumen, se conoce como esfuerzo de compresin al resultado de estas tensiones.Esfuerzos de compresin

El esfuerzo de compresin es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un slido deformable o medio continuo, caracterstico porque tienen a una reduccin del volumen.Comportamiento elstico vs plstico.Si la deformacin desaparece al quitar la carga, se dice que el material se comporta elsticamente, el valor mximo en el cual esto ocurre es llamado limite elstico, cuando la deformacin no vuelve a un cero al quitarla, el material de carga se dice que se comporta plsticamenteFatigaUn miembro puede fallar debido a fatiga, en niveles de esfuerzo significativamente por debajo del lmite de resistencia si es sometido a muchos ciclos de carga, a medida que se reduzca el esfuerzo mximo, el nmero de ciclos aumenta hasta alcanzar el lmite de fatiga. Cuando el esfuerzo se reduce por debajo del lmite de fatiga, no ocurren fallas de fatiga para ningn nmero de ciclosCarga axial.Desde la ley de Hooke podemos decir que la deformacin es igual a:

Esfuerzo crtico: es el esfuerzo axial uniforme que causa el pandeo de un material, la carga critica es calculada por la multiplicacin del esfuerzo critico por las secciones trasversales del arenal

Pandeo: fenmeno de inestabilidad elstica ocasionada por la compresin de un material, este suele ocurrir por tres razones principales.nicamente inestabilidad a lo largo de la probeta

Inestabilidad local, elstica o inelstica, en una porcin de la probeta

Falla torsional

Radio de giro: se define como la raz cuadrada del momento de inercia dividido en la seccin transversal del rea

Ecuaciones de pandeo: si el esfuerzo de pandeo es menor o igual al lmite proporcional del material entonces.

Mdulo de Young: parmetro que caracteriza el comportamiento de un material elstico dependiendo de la magnitud y la direccin de la carga.

Donde:Y= Modulo de Young= deformacin

Lmite de elasticidadEl lmite de elasticidad se toma igual al lmite de proporcionalidad.

Lmite de fluencia.Se calcula el lmite de fluencia convencional, o sea, el esfuerzo con el cual el acortamiento residual alcanza una magnitud dada, generalmente de 0,2%. Este lmite de fluencia se denota como s0,2. Se determina generalmente en forma grfica mediante el diagrama de compresin por el llamado mtodo de desplazamiento. PROCEDIMIENTO

se toman las medidas iniciales de la muestra del material a ensayas con un calibrador

se coloca la probeta lo ms centrada posible en la superficie de la mquina.

Procedemos a bajar el plato superior de la maquina universal hasta que casi toque la probeta

Una vez hecho esto, se pone en marcha la mquina, al aumentar las fuerzas de compresin se ve cmo va disminuyendo el tamao de la probeta.

Al acaba el ensayo, se procede a tomar las nuevas medidas de la probeta.

RESULTADOS

Para poder conocer cul es el lmite elstico o lmite de fluencia y el mdulo de Young correspondiente al acero 4140, el cual fue utilizado en el ensayo de compresin. Primero se realiz una tabla de los datos obtenidos, esta contiene la carga aplicada y el desplazamiento o posicin, despus se decidi graficar esta tabla obteniendo:

En esta grafica a podemos notar el comportamiento del material, cuando se le va aplicando la carga axial, podemos ver en que la grfica, muestra el comportamiento completo del material, podemos observar la curva de fluencia, antes tambin podemos observar que la zona elstica se comporta de forma muy normal, ya que podemos notar una recta, hasta el punto que el material llega a la zona plstica.

En la siguiente grafica podemos observar cmo se comprime la probeta, a razn de la cantidad de toneladas fuerza que se le aplica, vemos que no es tan diferente a la tabla anterior.

De las anteriores tablas se puede hallar el lmite de fluencia se utiliz en mtodo del 0.2%, del cual se toma dos valores de la deformacin y se le sumo un 0.003, el dato de esfuerzo se deja igual, con esto datos se traza una recta que es paralela a la zona esttica de la grfica esfuerzo y deformacin, de acuerdo a donde se interseca la recta con la grfica es donde se ubica el limite elstico.Con la grfica anterior podemos decir que el mdulo de Young es:Y=1.5811x+4.4237Mdulo de Young 6.0048

Conclusiones.

Este mtodo es muy prctico para conocer el comportamiento de material bajo esfuerzo permanentes, cuando el material presenta comportamiento frgil a traccin. La resistencia del material a las cargas es inversamente proporcional a la intensidad y a la frecuencia de las deformaciones que experimenta. A travs del ensayo realizado en el laboratorio se puede concluir que el acero 4140 presenta una resistencia a la compresin. Gracias a estos al momento de equipararlos con otro material que se quiera utilizar para un diseo, podemos observar que no todo el material presenta la misma resistencia a la traccin.

Bibliografas

http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/Compresion.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_compresi%C3%B3n

http://materias.fi.uba.ar/6716/compresion.pdf