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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
(ECITEC) UNIDAD VALLE DE LAS PALMAS
Programa Educativo
Ingeniería Mecatrónica
Plan de Estudios
2009-2
Unidad De Aprendizaje
Mecánica de materiales
Manual de Prácticas de
Laboratorio
Elaboró:
Fecha de revisión: 01/04/2015
UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Manual de prácticas de laboratorio NOMBRE DE LA
UNIDAD DE
APRENDIZAJE
PLAN DE
ESTUDIOS
CLAVE UA PROGRAMA
EDUCATIVO
Mecánica de
materiales
2009-2 11894 Ingeniero en
Mecatrónica
ETAPA CREDITOS AREA DE
CONOCIMIENTO
PROFESORADO
disciplinaria 7 Mecánica Juan Antonnio
Sandoval Chiguil
NO. DE
PRÁCTICA
TÍTULO HORAS PERIODO DE
REALIZACIÓN
FECHA DE
ENTREGA
1 Deflexión
Torsional de una
Varilla Sólida
2
1. INTRODUCCIÓN
Esta práctica consiste en configurar y realizar experimentos en la torsión de sección circular.
Demuestra claramente los principios básicos y da apoyo práctico a sus estudios.
2. COMPETENCIAS
Analizar, comprender y aplicar los conocimientos obtenidos en la materia de mecánica de materiales
en un sistema físico, el cual nos ayudara a tener un conocimiento práctico de la materia.
UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
3. MATERIAL
Tornillos (pieza 1)
Llaves Allen (pieza 1)
Vernier (pieza 2)
Regla (pieza 3)
Nivel de mano
Varilla de acero (pieza 4)
Varilla de latón (pieza 4)
Varilla de latón hueca (pieza 4)
Marco de prueba
Llave de Mariposa
4. MARCO TEÓRICO
Sistema de enseñanza modular de estructuras
El TecQuipment modular nos ofrece un rango de soluciones rentables
de estructuras, el sistema de enseñanza flexible que creemos que es la
más avanzada producto en su campo. El alcance de enseña los
principios básicos de la teoría más avanzada. Tiene 19 módulos de
experimentación de equipos en el escritorio de montaje con el apoyo
de adquisición automática de datos completa y TecQuipment tiene
potentes y populares estructuras de Software (RTS).
Puedes utilizar los módulos de hardware y el software de Estructuras juntos o como productos
autónomos. Sin embargo, utilizando tanto con adquisición de datos automática proporciona una
solución poderosa de enseñanza.
Además, los productos incluyen una selección completa de
guías de usuario, guías para estudiantes, guías de
conferenciante, libros de texto y otros documentos de apoyo
material. Estos trabajan juntos para cualquier persona que
utilice el equipo para que consiga lo mejor de él - como
profesores y estudiantes por igual.
Marco De Estructuras De Prueba
Un ligero y fuerte banco y marco de montaje que sostiene
UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
módulos intercambiables de experimentos y la gama de instrumentación de Estructuras de
TecQuipment.
El marco de ranuras especialmente diseñadas y de auto-posicionamiento tuercas que sostienen las
estructuras de experimentos e instrumentos. Este sistema de fijación es rápido y fácil de usar. Permite
a los estudiantes al cambio, la posición y asegurar cada experimento. Sus ajustables pies soportan el
bastidor para permitir a los estudiantes para nivelar el aparato antes de su uso.
Se suministra en forma de kit con instrucciones de uso y un libro de texto.
Indicador De Fuerza Digital
La pantalla digital de fuerza fija a un marco de
estructuras de prueba (STR1, disponible por separado).
Esto mantiene que los experimentos sean ordenados y
guarda espacios alrededor de la zona de trabajo. La
pantalla muestra hasta cuatro medidas de fuerzas
provenientes de los sensores en muchos de los
experimentos en el rango de Estructuras TecQuipment.
Un interruptor selector de cuatro vías selecciona la
fuerza que se muestra. La pantalla se ajusta
automáticamente su rango a la fuerza. Incluye una salida a la unidad de adquisición de datos
automática (STR2000, disponible por separado). Cuando se utiliza con el STR2000, la Fuerza Digital del
indicador emite todas las señales de cuatro fuerzas en el mismo tiempo a las estructuras de software.
Unidad Automática de Adquisición de Información
La Unidad Automática de
Adquisición de Información es
una caja de interfaz con software
que conecta los experimentos de
la TecQuipment Estructuras van a
un equipo adecuado (la
computadora no incluido).
Permite el registro de datos,
análisis y adicional "virtual"
experimentos simulados. Acepta
entradas de una fuerza digitales
pantalla, una pantalla de tensión digital, un sensor angular y digitales indicadores de deflexión.
Convierte estos insumos en las correctas señales de datos para el ordenador. Entonces, el programa
puede analizar los datos y crear tablas y gráficos. El software también puede simular experimentos
que los estudiantes pueden realizar con el hardware, para que puedan comparar los resultados
UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
simulados y reales.
Software de Estructuras
Estructuras de Software de
TecQuipment es ideal para los
estudiantes de ingeniería civil,
mecánica y estructural. Esto
les permite realizar
experimentos simulados por
computadora que estudie los
principios de estructuras. El
Estructuras Software es el
compañero ideal para
Módulos de hardware de
TecQuipment (Str2 a STR20).
Incluye una forma simulada
de cada módulo hardware. El
software es una herramienta
útil cuando se utiliza en modo
independiente a ordenadores conectados en red. TecQuipment ofrece diferentes redes licencias,
determinados por sus necesidades .El estructuras del software amplía el alcance de cada uno
experimentar más allá de los límites del hardware. Se imita el hardware, sino que permite a los
estudiantes cambiar y se extienden a muchos partes del experimento. Dependiendo del experimento
módulo, el estudiante puede alterar diferentes partes de cada experimento, incluyendo el:
• Tipo y número de apoyos;
• Forma de la estructura o espécimen;
• Material de la estructura o espécimen;
• Módulo de Young de la estructura o espécimen.
El software también permite a los estudiantes aplicar una mayor gama descargas, a menudo
incluyendo las cargas uniformemente distribuidas (que la los estudiantes no pueden aplicarse en
muchos de los equipos experimentos). Los estudiantes pueden ver, tabular y graficar datos,
reduciendo el tiempo necesario para que puedan obtener, procesar y mostrar resultados. Pueden
estudiar y comparar las propiedades de una amplia variedad de diferentes estructuras.
Nota: Se puede comprar el software de Estructuras (RTS) por sí mismo, sino que también se incluye
gratis con la automática de datos.
A continuación se hace la descripción de:
El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten
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un cambio en la de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. Existen
tres clases básicas de esfuerzos de tensión, compresivas y corte.
En ingeniería se denomina módulo de elasticidad o módulo de Young a la razón entre el incremento
de esfuerzo aplicando a un material y el cambio corresponde a la deformación unitaria que
experimenta. Tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión siendo una constante
independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado limite elástico.
Tanto el Módulo de Young como el Límite Elástico, son Distintos para los Diversos Materiales.
La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al
cambio térmico, al cambio de humedad otras causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la
deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de
torsión se acostumbra medir la deformación como un ángulo de torsión (en ocasiones llamados
detrición) entre dos secciones específicas.
Las ecuaciones generales utilizados en los experimentos son:
(1)
(2)
Dónde:
E = módulo de Young (Pa)
ε = deformación
σ = esfuerzo (N/m2)
F = fuerza (N)
A = área (m2)
5. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)
Para la realización de la práctica utilizamos dos set de materiales con los cuales realizaremos todas las
prácticas de curso de Mecánica Aeroespacial de Materiales.
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Es muy importante antes de comenzar la práctica hacer un “inventariado” de los materiales que
están en el set y asegurarse que no falte ninguno o que ninguno venga dañado.
La Figura 1 muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares. Se compone de un tablero
con pinza es para sujetar la muestra de ensayo en cada extremo de la pinza de sujeción de la derecha
se conecta a una célula de carga en la izquierda del pinza medidas de rotación. Una rueda en el
tablero transportador altera la longitud de la muestra de prueba.
El tablero tiene algunas fórmulas y datos impresos en ella. Tome nota de esta información - que será
útil más adelante.
Figura 1 El experimento de Torsión de las Secciones Circulares
Cómo configurar el equipo
El experimento de Torsión de las Secciones Circulares se inscribe en un Marco de Prueba. La Figura 2
muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares montado en el Marco.
Figura 2 Torsión de las Secciones Circulares en el marco de estructuras
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Montaje
Antes de configurar y utilizar el equipo, siempre:
Inspeccione visualmente todas las partes, incluyendo los cables eléctricos, los daños o
desgaste.
Revise las conexiones eléctricas son correctas y seguras
Compruebe todos los componentes están fijados correctamente y los cierres son suficientes
apretado.
Coloque el Marco de Prueba de manera segura. Asegúrese de que esté en una superficie
nivelada y sólida, es estable y de fácil acceso.
Nunca aplicar cargas excesivas a cualquier parte del equipo.
Pasos 1 a 3 de las instrucciones siguientes pueden ya han completado para usted
1. Coloque un Marco de Prueba montados (consulte las instrucciones que son incluidas en el
Marco de Prueba si es necesario) en un banco de trabajo. Asegúrese de que la "ventana" de
Marco de Prueba es de fácil acceso.
2. Hay dos tuercas de fijación en cada uno de los miembros laterales del bastidor (en la pista
interior). Mover una a la pista exterior (véase la hoja de instrucciones STR 1) a continuación
que se deslicen a aproximadamente las posiciones mostradas por los tornillos de mariposa en
la Figura 2.
3. Levante el tablero en su posición y tenga un ayudante de asegurar el tablero con tornillos de
mariposa en las tuercas de fijación. De necesario, nivele el tablero aflojando los tornillos de
un lado y apretar cuando esté listo.
4. Asegúrese de que la Pantalla Digital de Fuerza esta 'encendida'. Conecte el mini cable DIN de
"forzar la entrada 1” en la Pantalla Digital de Fuerza a la toma del tablero.
5. Con cuidado coloque en cero el medidor de fuerza con el selector. Aplique suavemente una
pequeña par a la tirada de la mano izquierda y la liberación. Si es necesario, ajustar el cero del
medidor de nuevo.
Experimento 1: Deflexión Torsional de una Varilla Sólida
Este experimento examina la relación entre el par y la deflexión angular de una sección circular sólida.
Además el trabajo se mostrará cómo las propiedades del material afectan esta relación.
Con un lápiz y regla, marque las varillas de acero y latón con esta distancia desde el extremo de la
izquierda (tenga en cuenta que el viaje de goma está en el extremo derecho):
15mm
315mm
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365mm
415mm
465mm
515mm
Enrolle la rueda selectora hacia abajo hasta el tope. Coloque la varilla de acero del lado derecho con
el extremo inclinado de la goma que sobresale. Alinee la primera marca con el pinza de la izquierda
(tenga en cuenta las mordazas de pinza que se mueven hacia el exterior, ya que se cierran). Apriete
por completo con ayuda de la llave del porta-brocas en los tres agujeros.
Deshacer las cuatro tuercas de mariposa que paran la pinza se deslice. Deslice el pinza hasta que la
última marca (515mm) de la longitud de la varilla a 500mm. Apriete completamente la pinza de la
derecha utilizando la llave en cada uno de los tres agujeros.
Enrolle la rueda de ajuste hasta que el medidor de fuerza lea 0.3N a 0.5N. Sea cero el medidor de la
fuerza y de la escala del ángulo con el brazo puntero móvil. Enrolle la rueda de manera que el
medidor de fuerza lea 5N y luego de vuelta a cero. Si la lectura del ángulo no es cero, verificar la
estanqueidad de los pinza es y empezar de nuevo.
Tome lecturas del ángulo cada 1N de la fuerza: se debe tomar la lectura al igual que los cambios de
lectura. Tome lecturas a un máximo de 5N de fuerza. Introduzca todas las lecturas en la tabla 1. Para
convertir las lecturas de la celda de carga al par multiplica por la longitud del brazo de torsión
(0.05m). Repita la puesta en marcha y el procedimiento para la varilla de latón e introduzca sus
resultados en la tabla 2.
De los resultados, en el mismo par motor gráfico de trama en función del ángulo de las dos varillas.
Comentarios sobre la forma de la gráfica. ¿Qué nos dice acerca de la forma en ángulo de deflexión
varía debido a un aumento de par? Nombre por lo menos tres aplicaciones o situaciones en las que la
deflexión torsional sería indeseable y una aplicación en el que podría ser deseable o de uso.
Echa un vistazo a las fórmulas en el tablero que predice el comportamiento de las barras. ¿Qué le
pasaría a la rigidez relativa de la varilla si el diámetro se incrementó de 3mm a 4mm?
Trabajo Futuro
Mida el diámetro de las barras de ambos con el vernier con la mayor precisión que pueda
(recordemos el efecto de un pequeño error en el diámetro). Calcular los valores J para cada varilla
utilizando la fórmula en el tablero de los equipos.
Rellene los cuadros 3 y 4 de sus resultados del experimento para establecer los valores de TL y Jθ.
Recuerde que usted debe convertir sus mediciones de ángulo de grados a radianes (2π
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radianes=360o).
Diámetro de la sección de acero, d mm
Momento polar de inercia, J x10-12m4
Longitud L 0.5m
Trazar la curva de TL contra Jθ. Examine la fórmula de la torsión y decir cuál es el valor de la
pendiente representa. ¿El valor se compara favorablemente con los típicos?
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6. CÁLCULOS Y RESULTADOS
Experimento 1: Deflexión Torsional de una Varilla Sólida
Fuerza (N) Torque, T (Nm) Deflexión angular
0
1
2
3
4
5
Tabla 1 Resultados para varilla de acero
Fuerza (N) Torque, T (Nm) Deflexión angular
0
1
2
3
4
5
Tabla 2 Resultados para varilla de latón
Par (Nm) Deflexión angular, θ (rad) TL Jθx10-13
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
Tabla 3 Valores para calcular varilla de acero
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Par (Nm) Deflexión angular, θ (rad) TL Jθx10
-13
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
Tabla 4 Valores para calcular varilla de latón
7. CONCLUSIONES
8. ANEXOS
BIBLIOGRAFÍA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
(ECITEC) UNIDAD VALLE DE LAS PALMAS
Programa Educativo
Ingeniería Mecatrónica
Plan de Estudios
2009-2
Unidad De Aprendizaje
Mecánica de materiales
Manual de Prácticas de
Laboratorio
Elaboró: Cervantes Verdugo Roberto
Fecha de revisión: 01/04/2015
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Manual de prácticas de laboratorio NOMBRE DE LA
UNIDAD DE
APRENDIZAJE
PLAN DE
ESTUDIOS
CLAVE UA PROGRAMA
EDUCATIVO
Mecánica de
materiales
2009-2 11894 Ingeniero en
Mecatrónica
ETAPA CREDITOS AREA DE
CONOCIMIENTO
PROFESORADO
disciplinaria 7 Mecánica Juan Antonnio
Sandoval Chiguil
NO. DE
PRÁCTICA
TÍTULO HORAS PERIODO DE
REALIZACIÓN
FECHA DE
ENTREGA
3 El Efecto de la
Longitud de la
Varilla de
Deflexión
Torsional
2
1. INTRODUCCIÓN
Esta guía describe cómo configurar y realizar experimentos en la torsión de sección circular.
Demuestra claramente los principios en juego y da apoyo práctico a sus estudios.
2. COMPETENCIAS
Analizar, comprender y aplicar los conocimientos obtenidos en la materia de mecánica de materiales
en un sistema físico, el cual nos ayudara a tener un conocimiento práctico de la materia.
UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
3. MATERIAL
Tornillos (pieza 1)
Llaves Allen (pieza 1)
Vernier (pieza 2)
Regla (pieza 3)
Nivel de mano
Varilla de acero (pieza 4)
Varilla de latón (pieza 4)
Varilla de latón hueca (pieza 4)
Marco de prueba
Llave de Mariposa
4. OBJETIVOS
5. MARCO TEÓRICO
Sistema de enseñanza modular de estructuras
El TecQuipment modular nos ofrece un rango de soluciones rentables
de estructuras, el sistema de enseñanza flexible que creemos que es la
más avanzada producto en su campo. El alcance de enseña los
principios básicos de la teoría más avanzada. Tiene 19 módulos de
experimentación de equipos en el escritorio de montaje con el apoyo
de adquisición automática de datos completa y TecQuipment tiene
potentes y populares estructuras de Software (RTS).
Puedes utilizar los módulos de hardware y el software de Estructuras juntos o como productos
autónomos. Sin embargo, utilizando tanto con adquisición de datos automática proporciona una
solución poderosa de enseñanza.
Además, los productos incluyen una selección completa de guías de usuario, guías para estudiantes,
guías de conferenciante, libros de texto y otros documentos de apoyo material. Estos trabajan juntos
para cualquier persona que utilice el equipo para que consiga lo mejor de él - como profesores y
estudiantes por igual.
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Marco De Estructuras De Prueba
Un ligero y fuerte banco y marco de montaje que sostiene
módulos intercambiables de experimentos y la gama de
instrumentación de Estructuras de TecQuipment.
El marco de ranuras especialmente diseñadas y de auto-
posicionamiento tuercas que sostienen las estructuras de
experimentos e instrumentos. Este sistema de fijación es
rápido y fácil de usar. Permite a los estudiantes al cambio, la
posición y asegurar cada experimento. Sus ajustables pies
soportan el bastidor para permitir a los estudiantes para
nivelar el aparato antes de su uso.
Se suministra en forma de kit con instrucciones de uso y un libro de texto.
Indicador De Fuerza Digital
La pantalla digital de fuerza fija a un marco de
estructuras de prueba (STR1, disponible por separado).
Esto mantiene que los experimentos sean ordenados y
guarda espacios alrededor de la zona de trabajo. La
pantalla muestra hasta cuatro medidas de fuerzas
provenientes de los sensores en muchos de los
experimentos en el rango de Estructuras TecQuipment.
Un interruptor selector de cuatro vías selecciona la
fuerza que se muestra. La pantalla se ajusta
automáticamente su rango a la fuerza. Incluye una salida a la unidad de adquisición de datos
automática (STR2000, disponible por separado). Cuando se utiliza con el STR2000, la Fuerza Digital del
indicador emite todas las señales de cuatro fuerzas en el mismo tiempo a las estructuras de software.
Unidad Automática de
Adquisición de Información
La Unidad Automática de
Adquisición de Información es
una caja de interfaz con software
que conecta los experimentos de
la TecQuipment Estructuras van a
un equipo adecuado (la
computadora no incluido).
Permite el registro de datos,
UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
análisis y adicional "virtual" experimentos simulados. Acepta entradas de una fuerza digitales
pantalla, una pantalla de tensión digital, un sensor angular y digitales indicadores de deflexión.
Convierte estos insumos en las correctas señales de datos para el ordenador. Entonces, el programa
puede analizar los datos y crear tablas y gráficos. El software también puede simular experimentos
que los estudiantes pueden realizar con el hardware, para que puedan comparar los resultados
simulados y reales.
Software de Estructuras
Estructuras de Software de
TecQuipment es ideal para
los estudiantes de ingeniería
civil, mecánica y estructural.
Esto les permite realizar
experimentos simulados por
computadora que estudie los
principios de estructuras. El
Estructuras Software es el
compañero ideal para
Módulos de hardware de
TecQuipment (Str2 a STR20).
Incluye una forma simulada
de cada módulo hardware. El
software es una herramienta
útil cuando se utiliza en modo
independiente a ordenadores conectados en red. TecQuipment ofrece diferentes redes licencias,
determinados por sus necesidades .El estructuras del software amplía el alcance de cada uno
experimentar más allá de los límites del hardware. Se imita el hardware, sino que permite a los
estudiantes cambiar y se extienden a muchos partes del experimento. Dependiendo del experimento
módulo, el estudiante puede alterar diferentes partes de cada experimento, incluyendo el:
• Tipo y número de apoyos;
• Forma de la estructura o espécimen;
• Material de la estructura o espécimen;
• Módulo de Young de la estructura o espécimen.
El software también permite a los estudiantes aplicar una mayor gama descargas, a menudo
incluyendo las cargas uniformemente distribuidas (que la los estudiantes no pueden aplicarse en
muchos de los equipos experimentos). Los estudiantes pueden ver, tabular y graficar datos,
reduciendo el tiempo necesario para que puedan obtener, procesar y mostrar resultados. Pueden
estudiar y comparar las propiedades de una amplia variedad de diferentes estructuras.
Nota: Se puede comprar el software de Estructuras (RTS) por sí mismo, sino que también se incluye
UNIVERSIDA AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA ESCUELA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
gratis con la automática de datos.
A continuación se hace la descripción de:
El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que
resisten un cambio en la de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de
área. Existen tres clases básicas de esfuerzos de tensión, compresivas y corte.
En ingeniería se denomina módulo de elasticidad o módulo de Young a la razón entre el incremento
de esfuerzo aplicando a un material y el cambio corresponde a la deformación unitaria que
experimenta. Tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión siendo una constante
independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado limite elástico.
Tanto el Módulo de Young como el Límite Elástico, son Distintos para los Diversos Materiales.
La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al
cambio térmico, al cambio de humedad otras causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la
deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de
torsión se acostumbra medir la deformación como un ángulo de torsión (en ocasiones llamados
detrición) entre dos secciones específicas.
Las ecuaciones generales utilizados en los experimentos son:
(1)
(2)
Dónde:
E = módulo de Young (Pa)
ε = deformación
σ = esfuerzo (N/m2)
F = fuerza (N)
A = área (m2)
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6. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)
Para la realización de la práctica utilizamos dos set de materiales con los cuales realizaremos todas las
prácticas de curso de Mecánica Aeroespacial de Materiales.
Es muy importante antes de comenzar la práctica hacer un “inventariado” de los materiales que están
en el set y asegurarse que no falte ninguno o que ninguno venga dañado.
La Figura 1 muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares. Se compone de un tablero
con pinza es para sujetar la muestra de ensayo en cada extremo de la pinza de sujeción de la derecha se
conecta a una célula de carga en la izquierda del pinza medidas de rotación. Una rueda en el tablero
transportador altera la longitud de la muestra de prueba.
El tablero tiene algunas fórmulas y datos impresos en ella. Tome nota de esta información - que será útil
más adelante.
Figura 1 El experimento de Torsión de las Secciones Circulares
Cómo configurar el equipo
El experimento de Torsión de las Secciones Circulares se inscribe en un Marco de Prueba. La Figura 2
muestra el experimento de Torsión de las Secciones Circulares montado en el Marco.
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Figura 2 Torsión de las Secciones Circulares en el marco de estructuras
Montaje
Antes de configurar y utilizar el equipo, siempre:
Inspeccione visualmente todas las partes, incluyendo los cables eléctricos, los daños o desgaste.
Revise las conexiones eléctricas son correctas y seguras
Compruebe todos los componentes están fijados correctamente y los cierres son suficientes
apretado.
Coloque el Marco de Prueba de manera segura. Asegúrese de que esté en una superficie
nivelada y sólida, es estable y de fácil acceso.
Nunca aplicar cargas excesivas a cualquier parte del equipo.
Pasos 1 a 3 de las instrucciones siguientes pueden ya han completado para usted
1. Coloque un Marco de Prueba montados (consulte las instrucciones que son incluidas en el
Marco de Prueba si es necesario) en un banco de trabajo. Asegúrese de que la "ventana" de
Marco de Prueba es de fácil acceso.
2. Hay dos tuercas de fijación en cada uno de los miembros laterales del bastidor (en la pista
interior). Mover una a la pista exterior (véase la hoja de instrucciones STR 1) a continuación que
se deslicen a aproximadamente las posiciones mostradas por los tornillos de mariposa en la
Figura 2.
3. Levante el tablero en su posición y tenga un ayudante de asegurar el tablero con tornillos de
mariposa en las tuercas de fijación. De necesario, nivele el tablero aflojando los tornillos de un
lado y apretar cuando esté listo.
4. Asegúrese de que la Pantalla Digital de Fuerza esta 'encendida'. Conecte el mini cable DIN de
"forzar la entrada 1” en la Pantalla Digital de Fuerza a la toma del tablero.
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5. Con cuidado coloque en cero el medidor de fuerza con el selector. Aplique suavemente una
pequeña par a la tirada de la mano izquierda y la liberación. Si es necesario, ajustar el cero del
medidor de nuevo.
Experimento 2: El Efecto de la Longitud de la Varilla de Deflexión Torsional
Este experimento se analiza la relación entre la deflexión torsional y longitud de la varilla en un par
constante. Si usted tiene completo el Experimento 1 ya habrá completado algunos de los siguientes
pasos. En cuyo caso, puede dejar la varilla de latón en su lugar en 500mm de largo. Con un lápiz y regla,
marcar el acero y latón Varillas estas distancias desde el extremo de la izquierda (tenga en cuenta que la
punta de goma está en el extremo derecho):
15mm
315mm
365mm
415mm
465mm
515mm
Enrolle la rueda selectora hacia abajo hasta el tope. Coloque la varilla de acero del lado derecho con el
extremo inclinado de la goma que sobresale. Alinee la primera marca con el pinza de la izquierda (tenga
en cuenta las mordazas del pinza que se mueven hacia el exterior, ya que se cierran). Apriete por
completo con ayuda de la llave del porta-brocas en los tres agujeros.
Deshacer las cuatro tuercas de mariposa que paran la pinza se deslice. Deslice la pinza hasta que la
última marca (515mm) se alinee con la pinza de la derecha. Este procedimiento establece la longitud de
la varilla a 500mm. Apriete completamente la pinza de la derecha utilizando la llave en cada uno de los
tres agujeros.
Enrolle la rueda de ajuste hasta que el medidor de fuerza lea 0.3N a 0.5N. Sea cero el medidor de la
fuerza y de la escala del ángulo con el brazo puntero móvil. Enrolle la rueda de manera que el medidor
de fuerza lea 5N y luego de vuelta a cero. Si la lectura del ángulo no es cero, verificar la estanqueidad de
las pinzas y empezar de nuevo.
La rueda de control por lo que el par de torsión es de 0.15Nm (una lectura de 3N) y anotar el ángulo en
la Tabla 5. Reducir la longitud de la varilla a la siguiente marca (450mm) y se restablece. Tome una
lectura de ángulo en el mismo par y grabar. Repita este procedimiento para longitudes de hasta 300 mm
hacia abajo.
Diámetro de la varilla de latón mm Torque, T 0.15Nm
Trazar un gráfico de la deflexión angular contra la longitud de la varilla. Opina sobre la forma de la
parcela. En la mayoría de los vehículos de tracción delantera tiene ejes de transmisión de longitud
desigual (de lado a lado). Esto es debido a la posición de la caja de cambios de longitud causa un efecto
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indeseable en la dirección como el coche se acelera (es decir, como par de torsión desde el motor
aumenta). ¿Por qué es eso? ¿Lo que podría eliminar el efecto?
7. CÁLCULOS Y RESULTADOS
Longitud (m) Deflación angular
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
Tabla 5 resultados para una varilla de latón
8. CONCLUSIONES
9. ANEXOS
BIBLIOGRAFÍA
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Unidad De Aprendizaje
Mecánica de materiales
Manual de Prácticas de
Laboratorio
Elaboró: Cervantes Verdugo Roberto
Fecha de revisión: 01/02/2015
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Manual de prácticas de laboratorio NOMBRE DE LA
UNIDAD DE
APRENDIZAJE
PLAN DE
ESTUDIOS
CLAVE UA PROGRAMA
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materiales
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CONOCIMIENTO
PROFESORADO
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Sandoval Chiguil
NO. DE
PRÁCTICA
TÍTULO HORAS PERIODO DE
REALIZACIÓN
FECHA DE
ENTREGA
13 Vigas continuas
e
indeterminadas
2
1. INTRODUCCIÓN
Estos experimentos se basan en el 'STRL 3 - Vigas continuas e indefinida »Estructuras Hardware, que se compone de un tablero con un indicador de cuadrante para la medición de deflexiones y un mecanismo que mide extremo de la viga rnornents de fijación. Tres pilares de la célula de carga miden las reacciones vigas verticales. Dos de las celdas de carga tienen altura variable cuchillos bordes (que permiten soportes hundimiento). El tercero tiene o una altura fija de filo de cuchillo o una pinza para simular una condición de viga.
2. MATERIAL
Vigas
Soporte
Marco de cargas
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3. OBJETIVOS
4. MARCO TEÓRICO
Refiriéndose al diagrama de fuerzas en la figura 60, la ecuación básica de equilibrio del haz es:
Dónde: W carga en la viga = reacciones en el soporte en la posición A en la viga. =reacciones en el soporte en la posición B en la viga. A = distancia desde la izquierda del soporte. L = longitud de la viga.
Figura 60. Diagrama de fuerza de una viga en equilibrio.
Figura 61. STR13 diagrama de fuerzas para una viga en voladizo apuntalada con una carga
uniforme
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En referencia a la figura 61, la ecuación general de deflexión (v) de una viga en cualquier
punto(x) es:
Donde
= carga total presentada a través de la viga.
E = módulo de Young.
l = momento de inercia
5. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)
Este experimento simula el primer experimento que se puede realizar con las estructuras de
Hardware. Verifica la ecuación de equilibrio viga de base y el principie de momentos para encontrar
reacciones viga.
l. Configure el software para el modo de experimento virtual (consulte "Para iniciar el Structures
Software Para experimentos virtuales" en la página 6).
2. Utilice el Cuadro de selección de propiedades para seleccionar Hanger Variable Position.
3. En el Hardware Mimic, asegúrese de que los soportes están en los 150 mm y 550 mm de
posiciones. No ajuste el indicador digital. Marca: Asegúrese que la caída de la "configuración Beam"
caja en la Caja de Herramientas se encuentra en "simplemente apoyada.
4. Haga clic y arrastre un peso de 9 500 a la posición 190 mm y haga clic en el botón "Guardar Datos".
Una tabla de resultados aparecerá en la primera línea de datos.
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5. Haga clic y arrastre el peso a la posición de 230 mm y haga clic en el botón "Guardar Datos".
6. Repita el procedimiento para las posiciones de peso de 270 mm, 310 mm, 350 mm, 390 mm, 430
mm, 470 mm y 510 mm.
7. Crear un gráfico de "Hanger Position 'a lo largo del eje horizontal en contra de la' reacción
Izquierda" y "reacción derecha 'en el eje vertical izquierdo. Consulte la Sección 3 de esta guía para
obtener información sobre cómo usar la tabla.
8. Examine sus resultados. ¿Los resultados verifican la ecuación 23?
Modo Experimento Virtual - Experimento ampliada
Este experimento permite llevar a cabo un experimento que es difícil de hacer con las estructuras de
Hardware. Lo analiza las deformaciones y las reacciones de apoyo de un voladizo apoyado sometidos
a una distribuida uniformemente cargar.
l. Configure el software para el modo de experimento virtual (consulte "Para iniciar el Structures
Software Para Virtual Los experimentos "en la página 6).
2. Utilice el Cuadro de selección de propiedades para seleccionar combinación arbitraria.
3. En la caja de herramientas, seleccione la opción el "cantilever Prapped 'de caída' Configuración
Beam 'down bax.
4. Haga clic y arrastre [que el apoyo a la posición de 400 mm. Haga clic y arrastre el indicador hasta el
centro del vano (la posición de 200 mm).
5. En la caja de herramientas, seleccione el botón de sección de propiedades. En el fondo la Caja de
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Herramientas, Seleccionar Aluminio en el 'módulo de Younq' deja caer el cuadro. En las propiedades
de la sección cuadro desplegable, seleccione ‘Sección plana’.
7. Cambie la viga a otra sección de la sección (Upright section ", por ejemplo) y observar el apoyo
reacciones, momentos y deflexiones. Prueba otros tipos de vigas y materiales. Anote sus resultados.
6. En la caja de herramientas, seleccione el botón Herramientas 'Viga opción. Establezca la UDL a 50 N
/ m, y haga clic en el Botón Automático UDL. Tenga en cuenta las reacciones de apoyo, momentos y
desviación.
6. CÁLCULOS Y RESULTADOS
8. ¿De qué manera los momentos y las reacciones de apoyo varían con el tipo de material o viga?
¿Cómo funcionan las deformaciones varían? .
9. Utilice la ecuación básica (23) para confirmar que los resultados son correctos para uno de los tipos
de vigas. Hacer ecuaciones 23 y 24 prevén las deformaciones y reacciones?
10. ¿Cuál es el supuesto básico que se hace en el cálculo de las reacciones para la voladizo apoyado?
(Sugerencia: imaginar lo que pasaría si el apoyo prop se hundiera con una carga cada vez mayor).
7. CONCLUSIONES
8. ANEXOS
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BIBLIOGRAFÍA