Ensayo Ford 1/6 ESCUELA DE INGENIERA MECNICA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGA DE PRODUCCIN PROCESOS DE FABRICACIN I- LABORATORIO

NOMBRE:________________________________________ C.I.:_________________

Preparador: ____________________________ Horario de prctica:__________________

PRCTICA # 3: ENSAYO DE COMPRESIN PLANA (ENSAYO FORD)

1. OBJETIVOS.

Determinacin de propiedades mecnicas a travs del ensayo de compresin plana. Conocer el procedimiento y consideraciones para realizar un ensayo de compresin plana tipo Ford.

Obtener curvas - de metales bajo condiciones de deformacin plana. 2. PRELABORATORIO.

Marco Terico:

Cules son las consideraciones geomtricas que hay que tener en cuenta para el ensayo Ford y la razn de las mismas?

Cules son las ventajas y desventajas que tiene la realizacin de un ensayo de compresin frente un ensayo de traccin para la obtencin de las propiedades

mecnicas?

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

i. Tome una probeta de un aluminio para ensayo de compresin plana tipo Ford, fabricada de acuerdo a las consideraciones geomtricas para la realizacin de este ensayo, ver figura 1 y 2.

Figura 1

lo

ho wo

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Figura 2

ii. Mida con un vernier las dimensiones de inters: ancho del indentor bo; el espesor

inicial ho, ancho inicial wo y longitud inicial l0 de la probeta.

bo (mm) ho (mm) wo (mm) lo (mm)

wo = ___ bo

bo = _____ ho iii. Monte la probeta en la Mquina Universal de Ensayos. Ver figura 3.

Figura 3

Ensayo Ford 3/6

iv. Recuerde engrasar las partes mviles de las mordazas y usar un lubricante entre los

indentores y la probeta. Tome nota del valor terico del coeficiente de roce del lubricante.

0,096

v. Aplique el ensayo. vi. Observe la curva obtenida en el equipo (Carga vs Desplazamiento).

vii. Detenga el ensayo y lleve el equipo a cero carga. Identifique con la aguja indicadora el valor de la carga mxima a la cual se lleg en el ensayo, anote su valor:

Fmx (Mp)

viii. Retire la probeta y mida el espesor, ancho y longitud final, segn figura 3:

Figura 3.

hf (mm) wf (mm) lf (mm)

Verifique su apariencia final, si ocurri alguna fisura, revise el comportamiento del flujo

del material a lo largo y ancho de la probeta, alineacin de la aplicacin de carga.

OBSERVACIONES:

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

lf

hf

wf

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4. RESULTADOS

4.1. Tabla de Datos:

Incluir la curva Fuerza (Mp) vs. Desplazamiento (mm) [F vs. h] para el ensayo propuesto, suministrada por el preparador.

De la curva Carga vs. Desplazamiento, tomar doce puntos (o ms) con sus respectivos valores de Fuerza [Mp] y Desplazamiento [mm]. Ver figura 4.

Figura 4

Los valores de Fuerza llevarlos a unidades de Sistema Internacional [N], llenar la tabla siguiente:

Punto N Fuerza [Mp] Fuerza [N] Reduccin de espesor [mm]

Indique: Ancho del indentor bo; el espesor inicial y final ho hf, ancho inicial y final wo wf y longitud inicial l0 lf de la probeta.

Mdulo de Elasticidad (E) (Aluminio: 70GPa)

4.2. Resultados:

NOTA: Incluya las ecuaciones empleadas para los clculos necesarios, identifique cada uno de los trminos contenidos en dichas ecuaciones y un clculo tipo. Incluir todas las conversiones aplicadas. Correccin por deformacin elstica de elementos de mquinas: Al realizar este ensayo tanto la probeta como los elementos de la mquina se deforman por ende debemos tomar que la grfica obtenida representa ambas reducciones. La correccin de sta viene dada por la siguiente frmula:

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=

muestraerimental

erimentalmuestraierimentalimuestrai xKK

KKFhh

exp

expexp

iomuestrai hhh =

Donde: i=1.12 (por cada punto tomado de la grfica).

o

omuestra h

EAK =

Kexperimental = Pendiente de la recta que mejor se aproxime a la curva de la zona elstica.

Tabla de Esfuerzo plano () y Deformacin plana (): Punto

N Presin [MPa] Esfuerzo Real [MPa]

Deformacin Real [mm/mm]

i AFP ii =

=1exp

i

o

i

oi

i

hw

hw

P

=

o

ii h

hLn

Esfuerzo de Fluencia plano (al 0,2%) Grfico: Presin (P) Deformacin real () Grfico: Esfuerzo plano () - Deformacin real () Grfico: Esfuerzo plano () - Deformacin real () (Esc. Log - Log) Determinar por el mtodo grfico, el factor de endurecimiento (m) y del

coeficiente de proporcionalidad (o), de la ecuacin de plasticidad Hollomon. Tabla de Esfuerzo efectivo ( ) y Deformacin efectiva( ):

Punto N Esfuerzo efectivo [MPa]

Deformacin efectiva [mm/mm]

i ii = 23 ii = 3

2

Comparacin: grfico Esfuerzo efectivo ( ) y Deformacin efectiva ( ) con grfico Esfuerzo real () - Deformacin real () obtenida en un ensayo de traccin para el mismo material (datos a ser entregado por el preparador).

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Aplicacin: Se tiene una pieza con las mismas dimensiones de la probeta para el ensayo Ford, la cual se desea laminar reduciendo su espesor en un 50 %. Estime la fuerza necesaria por los rodillos para lograr dicha deformacin. Se sugiere usar el Mtodo de Parkins:

( ) ( )0' 1r fR hF w R h

h h = + +

donde:

( )0

1' ' d

=

R es el radio de los rodillos (90 mm) w es el ancho de la probeta. es el coeficiente de roce (asuma el mismo lubricante usado en el ensayo Ford)

' es el esfuerzo fluencia medio en compresin plana es la deformacin plana debida a la reduccin de espesor al final de la pasada.

5. ANLISIS DE RESULTADOS

6. CONCLUSIONES