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INSTITUTO POLTCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD PROFESIONAL TICOMNINGENIERA AERONUTICA

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LABORATORIO DE ANLISIS EXPERIMENTAL DE ESFUERZOS

PRCTICA No. 4

FLEXIN EN UNA VIGA

GRUPO: 3AV3

NOMBRE DEL PROFESOR DE LA PRCTICA:ING. ALMA ROSA GARCA GONZALEZ

NOMBRE DE LOS ALUMNOS:

NDICE ContenidoIntroduccin3Teora.3Objetivo4Desarrollo5Datos Experimentales y Datos Calculados5Anlisis de Resultados6Conclusiones6Bibliografa/Referencias7Apndice A.- Clculos7Apndice B.- Equipo y material usados8

Introduccin

Una viga est pensada para soportar no slo presin y peso, sino tambin flexin y tensin, segn cul finalidad predomine ser el concepto de viga para ingeniera o arquitectura, que predomine. En principio, es importante definir que en la teora de vigas se contempla aquello que es denominado resistencia de los materiales. As, es posible calcular la resistencia del material con que est hecha la viga, y adems analizar la tensin de una viga, sus desplazamientos y el esfuerzo que puede soportar. A lo largo de la historia de la construccin se han utilizado vigas para innumerables fines y de diferentes materiales. El material por antonomasia en la elaboracin de vigas ha sido la madera dado que puede soportar todo tipo de traccin, incluso hasta esfuerzos muy intensos sin sufrir demasiadas alteraciones, y como no ocurre con otros materiales, como cermico o ladrillos prximos a quebrarse ante determinadas presiones qu s soporta la viga de madera.Eningenierase denominaflexinal tipo de deformacin que presenta un elemento estructural alargado en una direccin perpendicular a sueje longitudinal. El trmino "alargado" se aplica cuando una dimensin es dominante frente a las otras. Un caso tpico son lasvigas, las que estn diseadas para trabajar, principalmente, por flexin. Igualmente, el concepto de flexin se extiende a elementos estructurales superficiales comoplacas o lminas.El rasgo ms destacado es que un objeto sometido a flexin presenta una superficie de puntos llamadafibra neutratal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no vara con respecto al valor antes de la deformacin. Elesfuerzoque provoca la flexin se denominamomento flector.Lasvigasoarcosson elementos estructurales pensados para trabajar predominantemente en flexin. Geomtricamente sonprismas mecnicoscuya rigidez depende, entre otras cosas, delmomento de inerciade la seccin transversal de las vigas.

Teora.Eningenierase denominaflexinal tipo de deformacin que presenta un elemento estructural alargado en una direccin perpendicular a sueje longitudinal. El trmino "alargado" se aplica cuando una dimensin es dominante frente a las otras. Un caso tpico son lasvigas, las que estn diseadas para trabajar, principalmente, por flexin. Igualmente, el concepto de flexin se extiende a elementos estructurales superficiales comoplacas o lminas.El rasgo ms destacado es que un objeto sometido a flexin presenta una superficie de puntos llamadafibra neutratal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no vara con respecto al valor antes de la deformacin. Elesfuerzoque provoca la flexin se denominamomento flector.Lasvigasoarcosson elementos estructurales pensados para trabajar predominantemente en flexin. Geomtricamente sonprismas mecnicoscuya rigidez depende, entre otras cosas, delmomento de inerciade la seccin transversal de las vigas.

Las vigas son elementos estructurales muy usados en las construcciones para soportar cargas o darle estabilidad a las mismas; para disearlas es necesario conocer las fuerzas perpendiculares a los ejes x , y que se ejercen a lo largo de su longitud.Cuando es importante estudiar las deflexiones: En estructuras metlicas. Sistemas de tuberas. Ejes/ arboles para maquinas. En el estudio de una viga, ella podr flectar de acuerdo a ciertos factores tales como: Distancia entre apoyos. Materiales de la viga. La carga aplicada. Propiedades geomtricas de las vigas. Tipos de vinculacin (apoyos).En elemento de la viga mostrado en la figura, se deforma de tal manera que cualquier punto en una seccin transversal entre apoyos se desplaza prcticamente paralelo a las cargas. Estos desplazamientos se denomina las deflexiones o flechas del momento. Objetivo

Calcular la carga promedio a la cual se somete la viga a partir del despeje de la frmula de la deformacin.

Desarrollo

1) Se mont el dispositivo: Se empotr la viga con tres extensmetros de uno de los extremos quedando en voladizo del otro lado.2) Se conectaron los extensmetros al indicador de deformaciones. Cada uno a un canal.3) Se program el indicador de deformaciones: Canales a usar (1, 3, 4), el factor de extensmetro, se calibr y guard la configuracin.4) Se midi la viga desde el punto donde se aplicara la carga hasta cada uno de los 3 extensmetros. 5) Se gir el tornillo de la base donde se empotr la viga para aplicar una fuerza sobre el borde.6) Se tomaron las mediciones de las deformaciones en cada uno de los extensmetros.7) Se aplic la frmula que se obtuvo del despeje de la carga a partir de la ecuacin de la deformacin.

Datos Experimentales y Datos CalculadosTabla 1.- Medidas de la vigaParmetroMedida

Grosor.005 m

Ancho.0215 m

Longitud A.207 m

Longitud B.13 m

Longitud C.06 m

Mdulo de Elasticidad70 GPa

Tabla 2.- DeformacionesCanal 4 (Extensmetro en A)681

Canal 3 (Extensmetro en B)310

Canal 1 (Extensmetro en C)1087

Tabla 3.- ResultadosCarga en A20.63 N

Carga en B14.95 N

Carga en C113.60 N

Carga Promedio49.73 N

Anlisis de Resultados

La precisin de las mediciones fue bastante aceptable debido a que se utiliz un vernier digital y un indicador de deformaciones tambin digital. Las variaciones en las medidas pueden distar muy poco de medicin correcta unos cuantos milmetros debido a la inclinacin mnima que pudo darse al tomar las medidas de la viga.Los resultados no presentan anomalas notorias en primera instancia para los miembros del equipo.La obtencin de diferentes deformaciones a diferentes longitudes indica que la carga se distribuye a lo largo de toda la viga de forma axial y las mayores tensiones se presentan en el punto en donde se aplica la carga y donde se empotr la viga.Conclusiones

Velzquez Snchez Jess:

Se obtuvo la carga aplicada a partir del despeje de la frmula de deformacin, la flexin fue mayor en el punto donde se ejerci la carga y el punto de sujecin. El promedio de la suma de las cargas dio como resultado 49.73N.Esta prctica ayud a conocer la manera en que las fuerzas de deformacin se distribuyen a lo largo de la viga y los puntos donde sta sufre mayor deformacin. Adems mostr el mtodo para obtener la carga a la que la viga fue sometida a partir de la medicin de sus deformaciones.

Martnez Guevara Diego Efran:De acuerdo con la formula aplicada se obtuvieron datos referentes a la deformacin en cada punto de la viga, al analizar estos datos se muestra que la flexin mayoritaria se refleja al final de la viga, es decir donde se ejerci la carga y el punto de sujecin. El promedio de la suma de las cargas dio como resultado 49.73N.Se observo que las fuerzas de deformacin se distribuyen a lo largo de la viga y los puntos donde sta sufre de menor a mayor deformacin. Y se vio como obtener la carga en la viga.

Bibliografa/Referencias

S.P. Timoshenko, History of strength of materials (Dover, N.Y. 1983) pp.28-40. 2. P. A.A. Laura y M. J. Maurizi, Introduccin a la mecnica de los slidos, Eudeba, Buenos Aires 1979. pp. 249-256 3. M. Abramowitz and I.A. Stegun, Handbook of mathematical functions with formulas, graphs and mathematical tables (NBS 1964) pp. 591-592 (www.convertit.com) 4. F.V. Warnock Strength of materials Sir Issac Pitman &Sons, London 1935 5. Nash, W.A.: Strength of Materials, Schaums outline series, 2nd edition, McGraw-Hill, INC, N.Y. 1998

http://www.slideshare.net/jairorojas/flexion-de-vigas http://www.maquinariapro.com/construccion/vigas.html http://users.df.uba.ar/sgil/labo5_uba/guias/barras_2k4.pdf

Apndice A.- Clculos

Utilizando esta ltima frmula para cada carga:

Carga promedio:

Apndice B.- Equipo y material usados

CantidadMaterial

3Extensmetros

1Indicador de deformaciones digital

1Barra de aluminio

1Regla

1Vernier