INDICE

INTRODUCCION………………………………………………………………………… 3

OBJETIVO…………………...……………………………………………………………..4

I PRACTICA 1 TENSION……………………………………………...…………………5

I.I PLANTEAMIENTO DE PARAMETROS………………………………………….....5

I.2 COLOCACION DE LA PROBETA…………………………………………………..8

I.3 PRESILLAS O BROCHES………………………..…………………………………9

I.4 CONEXIÓN DEL EXTENSOMETRO……………………………………...………..10

I.5 INICIO DE LA PRUEBA…………………...……………….………………...………11

I.6 EXTRACCION DE LA PROBETA…………………………………………...………12

I.7 INSPECCION Y ANALISIS…………………………………………………..………12

I.8 CORRECCION Y COMPARACION DE LOS DATOS OBTENIDOS…...……….13

2 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA DE COMPRESION……..……………………142.1 ALCANCE………………………………………………………….…………………14

2.2 DEFINICIONES………………………………………………………………………14

2.3 MATERIALES Y EQUIPO MATERIALES…………..……………………………..14

2.3 DESARROLLO DE LA PRACTICA………………………………..……………….14

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INTRODUCCIÓNLa máquina universal de ensayos a tensión y fatiga Instron 8801, es una herramienta de gran importancia en las distintas actividades del aérea ingenieril.

Dada la relevancia que tiene la 8801 para distintos tipos de ensayos en probetas en distintos materiales, es importante saber el funcionamiento básico de este dicho instrumento. La Instron 8801 da las soluciones de distintos ensayos para satisfacer las necesidades de pruebas sobre materiales avanzados y muchos componentes de maquinaria para la industria, además de que la 8801 es ideal para ensayos de fatiga de altos y bajos ciclos de operación, ensayos de fatiga termo-mecánicos y de fractura mecánica.

La capacidad de carga axial de la 8801 varia de ±50 KN (11Kip) como mínima hasta ±100 KN (22Kip) como máxima; el espacio de trabajo es mayor, la gran rigidez y la precisión de alineamiento, hace que la 8801 se versátil y fiable para varios tipos de ensayos.

La precisión del sistema mecánico de la Instron 8801 se debe principalmente a las avanzadas características de su software Dynacell y su controlador digital 8800.El software de la Instron 8801 BlueHill, permite al usuario mantener una operación fácil y completamente entendible a la hora de que esta arroja los resultados obtenidos durante la prueba mecánica, dichos datos, permiten el análisis en distintos intervalos de tiempo en los cuales se van arrojando cada resultado de la prueba dinámica en la probeta.

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ObjetivoEl manual tiene como objetivo dar un buen uso de la maquina Instron 8801, para así realizar diferentes tipos de pruebas como son de tensión, compresión y fatiga. Aquí se mostrara como realizar una prueba de tensión sobre una probeta de acero, para observar los comandos principales de la Instron 8801, y así mismo analizar los datos obtenidos durante la prueba. Aprender a realizar una prueba de tensión, desde el ingreso de los datos de la probeta al software BlueHill, colocar el extensómetro para la medición y obtención del desplazamiento que la probeta va realizando durante un periodo de tiempo y una magnitud de carga axial, y saber colocar la probeta en las mordazas para una prueba eficiente y resultados óptimos. Por otra parte realizaremos una prueba a compresión con unas probetas de tubo PVC para conocer su rigidez y su deflexión. Así como en la prueba de compresión se observara el procedimiento para programar el método de la prueba.

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PRÁCTICA 1 TENSION

Planteamiento de ParámetrosPara poder realizar esta prueba, es necesitan conocer todos los parámetros necesarios para obtener los resultados deseados, para esto existen normas estandarizadas. Tomamos como referencia la norma E8 estandarizada por la organización ASTM.

Los parámetros iniciales para el ensayo son los que se muestra a continuación:

Sistema de unidades (SI) Tipo de grafica(Carga vs desplazamiento y esfuerzo vs deformación) Dimensiones del espécimen (dimensiones de la probeta)

Donde:

A: Longitud de área de interés

B: Longitud de área de agarre

L: Longitud total de la probeta

G: Longitud de referencia

W: Ancho

R: Radio

T: Espesor

C: Ancho de la sección de agarre

Una vez definidas las dimensiones que caracterizan al espécimen se procede a definir los métodos de control tales como lo son la velocidad, la carga, entre otros.

Para definir la velocidad, existe una constante usada para ensayos en aeronáutica, esta con el fin de definir la velocidad a la que se debe avanzar el ensayo. Se encuentra definida como la longitud inicial de la probeta multiplicada por la constante 0.005mm*min.

L∗0.005mm∗min

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* A pesar de que la INSTRON 8801 está hecha para soportar cargas de hasta 100 kN, la carga máxima que deberá introducirse en el parámetro de control es de 95 kN, esto con el fin de evitar daños en el equipo de carga.

El extensómetro siempre deberá estar en el canal Strain 1. También se definió un parámetro de control estableciendo un paro de emergencia de la prueba cuando el extensómetro marque una longitud de 8mm, como se muestra:

Otros parámetros que se pueden obtener son los siguientes:

Se define el método de Offset, esto para que al final de la prueba muestre el módulo de Young que se tuvo (GPa).

La cedencia a 0.2%ε. La cedencia a 0.35%ε. Máximo esfuerzo de tensión (MPa). Reducción de área (%). Strain 1. Graficas de esfuerzo, deformación y de carga.

Estos son algunos ejemplos de los que se pueden obtener, es necesario indicarle al programa que los muestre, al igual que indicar un desplazamiento.

También se debe indicar al programa que calcule los valores de esfuerzo y de deformación, esto para que posteriormente los datos sean graficados.Al final de esto el programa ofrece un espacio para las unidades de salida donde se pueden manejar las unidades que se desean tales como indicar que el módulo de Young aparezca en unidades de GPa o que la cedencia aparezca en MPa.

En la sección de graficas se asignan los datos que se desea que estas contengan, para este reporte se asignó lo siguiente:

Grafica 1: Carga vs Desplazamiento

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Grafica 2: Esfuerzo a tensión vs Deformación

A continuación se aprecia el espacio de trabajo para las gráficas resultantes:

Es necesario considerar que para realizar las gráficas se requiere de asignar variables previamente, las cuales se introducen en un archivo llamado RawData las variables que se introdujeron en esta práctica fueron:

Carga Desplazamiento Esfuerzo Deformación

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Una vez realizado todo lo anterior, se debe de regresar a Bluehill para guardar los resultados que se obtuvieron de los datos y variables asignados en lo anterior. Posteriormente generara las graficamos que se asignaron y se procede a colocar la probeta.

Colocación de la probeta Ya estando configurados todos los parámetros específicos para realizar la prueba, se procede a la colocación de la probeta en las mordazas, las cuales serán manipuladas con el controlador donde se deben regular las presiones. Para el movimiento de mordazas principalmente se regula el cambio de presión se debe mantener la presión media y maniobrar semiautomáticamente con los controles análogos:

Y se fija la probeta de la siguiente manera, cuidando dejar una pequeña parte de la sección de agarre fuera de la mordaza:

Esto, para lograr que el esfuerzo máximo se realice en la zona de interés lo más equidistante de los extremos.

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Presillas o BrochesExiste una amplia gama de piezas opcionales y servicios de sustitución disponible para extensómetros, como cuchillas de reemplazo que se pueden utilizar cuando las existentes se desgastan o se dañan. Principalmente son utilizados clips opcionales que permiten la medición del desplazamiento que se presenta en la zona de interés del espécimen en prueba. Estos son hechos principalmente de acero inoxidable para optimizar el agarre a la probeta. Existen diferentes formas y tamaños de clips a utilizar esto dependerá de las dimensiones de la probeta a ensayar. A continuación se muestran ejemplos:

Una vez que la probeta ha sido sujetada con las mordazas en la posición necesaria, se procede a la colocación de las presillas o broches con los que se fijara el extensómetro al espécimen de prueba, para poder medir el desplazamiento realizado antes y después de inducir las cargas. Se deben seleccionar la presilla a utilizar consultando en el manual del extensómetro para las dimensiones de la probeta.

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Al tener claro que broches serán utilizados, se colocaran en los brazos del extensómetro sujetándolo en su punto 0, e introduciendo las presillas como se muestra a continuación:

Es importante que el clip sea introducido solo hasta cierta medida, indicada por una pequeña curva ubicada en este mismo, así como mantener bien sujeto el extensómetro en su punto cero hasta después de su colocación en el espécimen de prueba.

Colocación de extensómetro.

Para colocar el extensómetro sobre la probeta se sujetan los dos extremos de los clips con los dedos índices y se sobreponen en la zona de interés lo más equidistantes

posibles al centro, como se muestra:

Una vez colocado, se puede soltar el extensómetro, y manualmente se desplazaran las puntas con mucha delicadeza para lograr calibrar el desplazamiento en pantalla lo más aproximado a cero. Esto, para reducir al mínimo el margen de error al realizar los cálculos donde se emplee el desplazamiento ya que a partir de ese valor se contabilizara el desplazamiento ocasionado por las cargas.

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INICIO DE PRUEBA

Al haber finalizado de realizar el método y estar colocado todas las herramientas podemos comenzar a realizar la prueba.

Al inicio de la gráfica se mostrara que la línea no es suave y tendrá ruidos, esto es debido a que al empezar a actuar cargas sobre el espécimen su estructura interna empieza a ser alterada.

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Extracción de EspécimenPosteriormente, se extrae la probeta de las mordazas, cambiando el sistema a presión media para poder manipularlas y tomar la probeta con facilidad.

Inspección y AnalisisEl espécimen es inspeccionado y analizado, se toman las medidas específicas y son ingresadas en las dimensiones del método de prueba, para que el software pueda realizar los cálculos especificados al inicio de la prueba.

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Los datos arrojados por el sistema son los siguientes:

Es importante puntualizar que la “Deformación en el máximo esfuerzo a tensión” no es un dato correcto, ya que el software registra el último movimiento generado cuando se da el punto de ruptura y las vibraciones generadas en dicho punto.

Se puede observar en la gráfica que se genera oscilaciones en el comportamiento, por lo antes mencionado, es decir, el extensómetro registra las vibraciones generadas en el momento que se produce la ruptura en el material.

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Corrección y comparación de datos obtenidosPara poder obtener el dato correcto de “Deformación en el Esfuerzo Máximo a Tensión” es necesario analizar los datos capturados en el RawData hasta el momento exacto que se realiza la fractura, estos se tienen volver a capturar en un software capaz de realizar una gráficaexacta hasta el punto mencionado.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA DE COMPRESION

Alcance:

Este método de ensayo cubre la determinación de la resistencia al aplastamiento de tuberías de PVC. El método de ensayo corresponde al Método de Ensayo de compresión de placas paralelas. Tomando como referencia la norma D2412 de la organización ASTM.

Definiciones

RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO: Es una propiedad de material sólido de la tubería que indica su capacidad para resistir el colapso ante cargas externas de compresión.

Materiales y Equipo Materiales:

1) Tubo de PVC.2) Máquina de Ensayo: La máquina de ensayo deberá ser de capacidad suficiente

para proporcionar la carga especificada. El aparato deberá estar diseñado de manera que la carga sea distribuida en torno al centro de la longitud total del espécimen. El dispositivo de carga deberá ser tal que proporcione una precisión del ± 2 % de la carga de ensayo especificada. La máquina se verificará en conformidad con la Norma ASTM E4: “Práctica Estándar para la Verificación de la Fuerza de Máquinas de Ensayo”.

El espécimen de ensayo deberá apoyarse sobre un apoyo inferior de dos platos paralelos, y la carga deberá ser aplicada a través de una viga superior.

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Desarrollo de la práctica.

1) Realizar el método que se vaya a usar.2) Medir las dimensiones del espécimen a ensayar. 3) Coloque el espécimen entre los dos platos de compresión. 4) Acomode el espécimen con firmeza y apóyelo de manera uniforme entre los

platos.5) Aplicar la carga a la velocidad de aplicación que ya se ha establecido en el

programa.6) Continuar la prueba hasta que haya una deformación notoria en el espécimen.7) Observar las graficas y valores más importantes del espécimen.8) Detener el funcionamiento de la máquina de ensayo.9) Retirar el espécimen de la máquina de ensayo.10)Anotar los valores de las dimensiones del espécimen al final de la prueba.

Para la realización del metodo se seguirán los siguientes pasos:

1) En este menú se planteara el sistema de unidades que se usara.

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2) En este menú se definirán las características y dimensiones que tiene el espécimen.

3) En este menú se controlara la velocidad de compresión de los platos. La velocidad se adecua conforme a la norma ASTM D2412.

4) Este menú es para mayor seguridad de la máquina de ensayo y prevenir algún daño, aquí solo se define la carga máxima que podrá aplicar la máquina de ensayo.

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5) Aquí se definirán los datos que se desean obtener al final de la prueba.

6) En este menú solo se selecciona que graficas se desean obtener.

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Inicio de la prueba

Una vez programado la prueba, proseguimos a montar el tubo PVC en los platos de la maquina Instron, colocamos nuestra probeta entre los platos, con los botones calibramos la altura del plato móvil y sostenemos la probeta.

Con la probeta colocada damos inicio a nuestra prueba, iniciamos la prueba:

Hay que tener mucha precaución para que los platos no colisionen, ya que se puede dañar la maquina. Al final la computadora nos arrojara la grafica.

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