"Prueba de torsión para probeta cilíndrica con sección transversal maciza de un acero de bajo contenido de carbono"

2023

Sección de pruebas destructivas

Autor:

Mecánica de materiales

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Ingeniería Mecatrónica

Práctica IV:"Prueba de torsión para probeta cilíndrica con sección transversal maciza de un acero de bajo contenido de carbono"Catedrático: Ing. Gabriela Valerio Canales Semestre: 4º Grupo: 4F3Asignatura: Mecánica de materialesIntegrantes del equipo:Aragón Pardo Felipe Gimel Cruz Hernández Ma. Elena Ximena Guzmán Parrilla CoralMendoza Sánchez Flor María Muñoz Díaz Manuel Alejandro

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Fecha de entrega: 26 de marzo de 2015"Prueba de torsión para probeta cilíndrica con

sección transversal maciza de un acero de bajo contenido de carbono"OBJETIVO:Determinar el comportamiento a la torsión de un acero SAE 1018 (ColdRolled).MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO:

Máquina de torsión, pie de rey, regla, herramienta correspondiente.COMO EFECTUAR PRUEBA:Pare operar la máquina con el objeto de realizar una prueba de torsión, se procede de la manera siguiente:1. Se estimará momento de torsión máximo que pueda resistir material, obteniéndose así la escala que debe emplearse.2. Aplicar las pasas en el asta pendular, si es necesario.3. Colocar la probeta. Para ello se sacan los tornillos opresores, para que no interfieran en la operación, se meten los tornillos graduados y se aceran. Se sacan los tornillos graduados tantos milímetros tenga el diámetro de la probeta; en este instante el eje de la máquina y el eje de la probeta coincidirán. Se monta la cabeza en el cabezal fijo, se centra, se sujeta con el tornillo opresor fuertemente, de ahí se acerca el cabezal móvil y se hace la sujeción para el otro lado de la probeta.4. Se acera el nonio indicador de grados, el tacómetro y la carátula indicadora de torsor (torsión).5. Se coloca el papel milimétrico en el rodillo registrador y se pone la pluma sobre la línea de cero cuando todavía el indicador de medida indica cero.6. Se deberá observar que el hilo que transmite la deformación deberá estar colocado correctamente, es decir los pesos deben estar libres y el hilo pasar correctamente sobre el rodillo.

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7. Para poner en marcha la máquina universal se deberá usar el volante de mano al principio hasta la cedencia y podrá usarse la parte eléctrica debiéndose quitar el volante indiscutiblemente y el graficador.

CUESTIONARIO1. Escribe los datos generales de probeta en cuanto a su material y dimensión: a) Esfuerzo permisible: τ =2661.29 kg/cm2b) Módulo de elasticidad: 8.5x105 kg/cm2c) Diámetro central: 0.66 cmd) Longitud: 21.4 cm

NOTA: Para el cálculo del esfuerzo permisible τ, se consideró T con 150 kg*cm, debido a que fue propuesto, pero en la prueba se demostró con otra fuerza.

2. Calcule el momento torsional admisible para la probeta.J= π∅

4

32=π (0.66 )4

32=0.0186cm4

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3. Describe detalladamente la secuencia seguida para montar la

probeta y estar listo para realizar la prueba.4. Explique ¿cuál es la finalidad de la prueba? ¿Por qué se inicia le prueba con el volante y no con el motor?La finalidad de la prueba es poder determinar a qué esfuerzo la probeta experimenta su máximo momento torsionante; utilizamos el volante para poder ir tomando nota del comportamiento en el inicio ya que al utilizar el motor no nos permitiría ver las cantidades de la caratula a la que la probeta se empieza a torcer. 5. Explique ¿cómo se realizaría la prueba para lograr la finalidad de la misma?

a) Respetando las medidas de seguridad.b) Graduar de forma correcta la aguja, el nonio y el contador.

1. La probeta se pone dentro de la mordaza fija.

2. La mordaza se ajusta a la medida de la probeta y se cierra la mordaza con un “tornillo” que cierra la mordaza. Este de gira con una llave para que la mordaza ajuste bien la probeta.

3. A la parte móvil de la máquina de torsión se le quita el seguro, y se mueve hasta topar con la probeta.

4. Se ajusta el nonio, el tacómetro, y se cierra la mordaza cerrándola de la misma manera que la fija.

5. Se ajusta la aguja de la caratula, con un “saliente” que se encuentra a lado del gráficador.

6. Se acomoda la “pluma” en el papel gráficador de manera adecuada para que se dibuje bien la gráfica de torsión.

7. Se pone un “volante” a la parte móvil de la máquina de torsión, el cual, se hace girar para que comience a torcerse la probeta. Después será automático, y la probeta se torcerá hasta alcanzar su esfuerzo máximo.

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c) Verificar que el lapicero y el papel estén bien colocados (para el correcto trazado de la gráfica).d) Asegurar la probeta, de manera que esté bien sujeta para así evitar que ésta se mueva cuando empiece la práctica.6. Diga ¿cuáles fueron los datos obtenidos durante la prueba?T (kg cm)

ÁnguloθLectura nonio

(grados)

Lectura carátula Resultado en radianes

(Carátula- nonio)Gradianes Grados50 0.140 2.5 2.25 0.0368

100 0.240 5 4.5 0.07435150 0.37 7.6 6.84 0.11292200 0.685 10.33 9.297 0.1503216 2.12 11.083 9.97 0.7706

7. Calcule con la fórmula respectiva los ángulos de la torsión para cada etapa de la prueba.θ1=

TLJG

=(50)(21.4)(0.0186 ) ¿¿

θ2=TLJG

=(100)(21.4)(0.0186 ) ¿¿

θ3=TLJG

=(150)(21.4)(0.0186 ) ¿¿

θ4=TLJG

=(200)(21.4 )(0.0186 )¿¿

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θ5=TLJG

=(216)(21.4)(0.0186 ) ¿¿

8. Haga una tabla comparativa de los valores obtenidos durante la prueba y los cálculos con la fórmula y escriba sus conclusiones.T (kg cm)Ánguloθ Ángulo calculado

(radianes)

Lectura nonio

(grados)

Lectura carátula Resultado en radianes(Carátula-

nonio)

Gradianes Grados

50 0.140 2.5 2.25 0.0368 0.0676100 0.240 5 4.5 0.0743 0.1353150 0.37 7.6 6.84 0.1129 0.2030200 0.685 10.33 9.297 0.1503 0.2707216 2.12 11.083 9.97 0.7706 0.2923

CONCLUSIÓNHemos estudiado los conceptos más importantes, partiendo de lo elemental para finalizar en fórmulas que al ser aplicadas nos permiten determinar la resistencia de los materiales sometidos a torsión, en este caso una probeta de sección circular.Con la practica demostramos que los ejes circulares sometidos a torsión mantienen toda la sección transversal plana y sin distorsión ello como fundamento en la aplicación de nuevas expresiones vinculadas con deformaciones, ángulo de torsión, deformaciones a cortante y los esfuerzos de corte.