Practica - Mecanica de Materiales
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DEPARTAMENTO DE METAL MECÁNICA
LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES
TITULO DE LA PRÁCTICA:
RECONOCIMIENTO DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE LOS
MATERIALES
ALUMNOS:
AGOSTO-DICIEMBRE 2015
Índice
Resumen…………………………………………………..2
Introducción y objetivos…………………………………..3
Metodología……………………………………………….9
Resultados………………………………………………....11
Conclusión y bibliografía………………………………….15
Anexos……………………………………………………..16
Resumen
Introducción.
La tecnología ha avanzado muy rápidamente, la necesidad del hombre para facilitar el
trabajo ha abarcado muchas áreas, entre ellas y de las más importantes, la del estudio
científico. Es sorprendente ver como esta tecnología en cuestión de unos años se
moderniza, haciendo más precisos los cálculos y con un margen de error muy pequeño.
Cabe mencionar que es importante que las escuelas cuenten con equipo de este tipo,
desafortunadamente, no todas pueden pagarlo, ya que son equipos e instrumentos muy
costosos, sin embargo los alumnos del Instituto Tecnológico de Tijuana somos afortunados
en tener en nuestro laboratorio de Mecánica de Materiales equipo para ensayos, torsión,
entre otros. Aunque no son tan modernos, de igual manera nos sirve para poder realizar
prácticas y tener un conocimiento más amplio y claro de cómo se utilizan en la vida
real, en la figura [1.0] podemos apreciar una maquina universal de ensayos, que nos
proporciona un manejo más simple y la lectura de datos en el área de control más fácil que
la de las maquinas actuales, que son digitales y que suelen ser a veces programadas y
controladas por un sistema computarizado.
a) b)
Figura [1.0] Máquina universal de ensayos marca Galdabini.
a) sección de control. b) sección de pruebas
Este ha sido un pequeño ejemplo, pero a continuación se describen algunos de los equipos
más modernos en cuestión de ensayos, embutidos, torsión, entre otros. Empezaremos con
los quipos de ensayos, pero ¿qué es un ensayo de materiales?, bueno se denomina ensayo
de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades de un material, que en
este caso será llamado Probeta. [1]
Cuál es la importancia de estos equipos en el mundo, bueno pues se ha tenido la gran
necesidad de estar renovando constantemente los equipos de ensayos ya sea de materiales o
de componentes, para los análisis de fallos o bien para la investigación de la resistencia en
los materiales, y para aplicación de prueba y mejora de materiales, para la detección
evaluación de defectos en el desarrollo de nuevos productos, en este ultimo las
características de los materiales debe de ser de manera precisa y estos equipos modernos
nos proporcionan esto.
Equipos de Ensayos
ZWICK Serie Y
Estas máquinas de ensayo cuentan con un accionamiento hibrido, y con dos cilindros
hidráulicos en ambos lados, Si hay nuevos requisitos de ensayo, esta se puede adaptar. [1]
Las mordazas, el software de ensayo, los rangos de velocidad entre otros son parte de esto.
Cuentan con tecnología de alta resolución, y de canales sincronizados en los cuales los
valores se pueden determinar con gran exactitud y precisión. Por su composición es posible
insertar probetas fácilmente y probar con comodidad distintas longitudes de esta. Figura
[1.1]
Figura [1.1] Maquina Universal de ensayos, serie Y
A continuación algunas de sus características principales y más importantes
El accionamiento híbrido combina las ventajas de la aplicación de fuerza hidráulica
(simple generación de fuerza, robusto, bajo en desgaste) con la precisión mecánica
(gran precisión de posicionamiento de ±1 µm bajo carga).
En el caso de ensayos estándar, con el software de ensayos testXpert® II, el manejo
de estas máquinas se reduce a la operación de un solo botón.
La serie Y está disponible en los tamaños 600, 1200, 1600 y 2000 kN (60 - 200 t).
Las máquinas de ensayos de materiales se distinguen por su extenso rango de
medición, lo que permite determinar con precisión incluso fuerzas de ensayo más
pequeñas sin tener que modificar la máquina ni añadir accesorios.
TesT Maquina de ensayo modelo 810
Este tipo de máquinas de ensayo tienen con medidas de seguridad muy estrictas, ya que
cuentan con puertas y paneles que están hechos por planchas de un material llamado
MAKROLON [ver Anexo 1], que son resistentes a los choques y que no se astillan. Este
modelo nos proporciona un controlador de máquina de alta precisión con una medición de
datos de alta frecuencia de 1 kHz. [2] Tiene un control programable que permite que se
adapte a cualquier proceso de ensayo. Figura [1.2]
A continuación se mencionan algunas de sus características.
Para ensayos recurrentes dispone de memoria de parámetros de ensayo accesible a
través del menú de la consola.
Indicación de fuerza y desplazamiento en la pantalla LCD.
Programación guiada por menús.
Memoria para una secuencia de ensayo: Detección de rotura y memoria valor
máximo.
Unidades: N, mm (otras bajo demanda).
Interface bidireccional para control a través de programa terminal
Consola de mesa 300x270x105/30 (mm) (Ancho x Fondo x Altura trasera/frontal)
Interface serie, Cable de conexión 2,5m.
También cuentan con un dispositivo llamado Soft TesT, figura [1.3], que realiza una
transferencia de datos de medida a otros programas para su posterior proceso y realiza la
visualización, evaluación y administración de los datos de medida en formato CSV que es
compatible con Microsoft Excel.
ZWICK Máquina para ensayos de embutición
Las máquinas de embutición nos permiten evaluar y determina la ductilidad de chapas y
láminas metálicas [3]. Entre los métodos y normas típicos en materia de ductilidad de
chapas, se encuentran los ensayos de embutición Erichsen, ensayos de copa profunda,
Figura [1.2] Maquina universal de ensayos TesT 810
Figura [1.3] Accesorio Soft TesT 810
ensayos de embutición de copa cuadrada, ensayos de alargamiento de agujeros, ensayos de
FLC y ensayo de abombado (bulge test). [Ver anexo 2], Figura [1.4].
A continuación sus características principales
Fuerza de embutición máxima de 100 kN, 200 kN, 400 kN, 600 kN o 1000 kN.
Opcionalmente, con el software de ensayos testXpert® puede evaluar gráficamente
los valores hallados y guardar los resultados.
La máquina de ensayos de embutición integra una función de troquelado, a través de
la cual se puede realizar, en una sola operación, el corte de la probeta
La baja fricción pistón-cilindro permite el registro exacto de las mediciones y una
excelente repetibilidad de los ensayos.
Las máquinas ensayos de embutición son muy silenciosas, ya que el motor y el
grupo hidráulico sólo se ponen en marcha durante el ensayo.
GUNT, Máquina para Ensayo de Torsión, 200 Nm.
Este equipo sirve para ensayos de torsión de diferentes materiales hasta llegar a la rotura.
Primeramente se mide el par de comprobación y el ángulo de torsión. Como probetas se
emplean varas de diferentes materiales, longitud y diámetro. [4] El estribo es corredizo
para adaptación a diferentes longitudes de probetas. Figura [1.5]
Figura [1.4] Máquina de embutición.
A continuación se mencionan algunas de sus características.
El mandril para probetas es un inserto de llave vaso usual de ¾". La placa de base
está reforzada contra la torsión con perfiles de caja. Una cubierta transparente de
plástico protege contra trozos rotos disparados.
El par de comprobación se aplica mediante un motor reductor de alta
desmultiplicación que, gracias al convertidor de frecuencia, ofrece cuatro diferentes
velocidades de accionamiento (en y contra el sentido de las agujas del reloj).
Un árbol de par de galgas extenso-métricas suministra el par como señal eléctrica,
un codificador incremental registra el ángulo de torsión.
El software GUNT, junto con el microprocesador, proporciona todas las ventajas de
la realización y evaluación de ensayos basadas en software. La conexión con el
ordenador se realiza mediante USB
Objetivos
Observar y conocer las características de los equipos de ensayo del laboratorio de
mecánica de materiales.
Figura [1.5] Máquina de Torsión.
Metodología
Al inicio de la práctica el maestro nos comentó cada una de las características de las
máquinas que se encuentran en el laboratorio de Metal Mecánica y nos dio un recorrido.
Empezamos con el primer equipo que se encuentra cercado por una malla, el cual es:
Máquina universal de ensayos marca “Galdabini”
Esta máquina aplica como carga máxima 60 toneladas a tracción y 20 toneladas a
compresión, cuenta con dos secciones, una llamada sección de control y la otra sección de
pruebas. Figura [1.0]
Sección de control:
Carátula de indicadores de lectura
Aguja motora
Aguja indicadora
Selector de rangos
Graficado
Sección de pruebas:
Pistón de Carga
Cabezal móvil
Cabezal Fijo
Válvula de carga
Válvula de descarga
a) b)
Figura [1.0] Máquina universal de ensayos marca Galdabini.
b) sección de control. b) sección de pruebas
Maquina universal de ensayos, marca Controls C807
Con capacidad de 60 toneladas tracción y 20 toneladas a compresión. Figura [1.6]
Figura [1.6] Máquina universal de ensayos marca Controls
Máquina de torsión.
Se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo, y se aplica un par de
fuerzas al otro extremo; la cantidad de vueltas que de un extremo con respecto al otro es
una medida de torsión [5]. Cabe mencionar que las máquinas de torsión ubicadas en el
laboratorio de metal mecánica tiene una capacidad de 1500Kg-cm. Figura [1.7]
Figura [1.7] Máquina de Torsión del Laboratorio.
Resultados
El laboratorio de mecánica de materiales de la carrera Ingeniería electromecánica del
Instituto tecnológico de Tijuana Consta de:
Máquina universal de ensayos marca “Galdabini”: Observamos su funcionamiento y
pudimos encontrar que es diferente a lo que actualmente se encuentra en el mercado, ya no
es necesario contar con tantos instrumentos para realizar varios ensayos a la vez, si no que
estos equipos modernos cuentan con todo ello, sin necesidad de cambiar o partes y parar el
ensayo que se está realizando, además de cuentan con sistemas de memoria digital, a
comparación del equipo que se encuentra en nuestro laboratorio, estas cuentan con sistemas
de seguridad y tienen un sistema computarizado. Ver tabla.
Comparativo entre el equipo en nuestro laboratorio y uno moderno.
Principales Características
Galdabini
TesT 810
Rodillo que grafica la
fuerza realizada
Memoria de
Detección
de rotura y valor
Max.
Cuenta con un reloj
que mide las toneladas.
Dispone de memoria
de
parámetros de
ensayo
Todo se realiza
Manualmente,
no es computarizado
Control programable
que permite
adaptarse
Como se aprecia, los equipos actuales cuentan con un moderno sistema computarizado el
cual agiliza cualquier tipo de trabajos, ya que son programables.
Máquina de torsión.
Estos equipos tampoco se quedan atrás, también han ido evolucionando en base a las
necesidades de nuestro tiempo, el equipo de torsión de nuestro laboratorio actualmente no
está funcionando, aunque también es un sistema digital, se tiene que tener mucho cuidado
porque estos sistemas son más delicados, se tienen que proteger del polvo. Algunos equipos
modernos cuentan con cajas de acrílico que los protegen de daños. Figura [1.5], figura [1.7]
Se puede apreciar que es tanto
digital como manual, pero no
cuenta con un sistema moderno
neumático de precisión.
Figura [1.7] Máquina de Torsión del Laboratorio.
Figura [1.5] Máquina de Torsión.
Caja de seguridad, que protege a
la persona que está realizando el
ensayo, y también protege del
polvo.
Máquina para ensayos de embutición.
Aunque esta máquina fue fabricada por un laboratorio mexicano, cabe mencionar que
contiene materiales que son de origen italiano, americano, etc. figura [1.8]
Figura [1.8]
En ella se siguen realizando ensayos de Embutición. Aunque no es tan moderna, funciona
y en ella podemos realizar y ver los ensayos para diversos materiales. Las modernas
carecen de ruido ya que su equipo eléctrico e hidráulico solo trabaja durante el tiempo que
están prendidas, y no hacen ruido, además de que también son programables, pueden
graficar y guardar los resultados.
En el laboratorio de mecánica de materiales cuenta con una máquina de embutido de 50 kg
fuerza, que sirve para calcular la fuerza de penetración de una lámina. Hoy en la
actualidad existen distintos tipos de máquinas más modernos y mayor capacidad para
realizar este tipo de ensayos.
Sistema digital que permite
Graficar y programar, de esta
manera se meten parámetros y la
maquina trabaja con exactitud.
Es un sistema manual y no cuenta con
un sistema digital para obtener lecturas
más fáciles de apreciar y con una
capacidad de 50 Kg Fuerza
Conclusiones
Bibliografía
[1] http://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-
estaticas/maquinas-de-alta-capacidad-de-330-2000-kn/serie-y-de-600-a-2000-kn-60-200-
t.html
[2] http://www.TesT.com.mx/es/catalogos /maquinas universales de ensayos estáticas/
[3] http://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-
estaticas/maquina-de-embuticion.html
[4]http://www.gunt.de/networks/gunt/sites/s1/mmcontent/produktbilder
/02051000/Datenblatt/02051000%204.pdf
[5] Caldas, U. D. (s.f.). Laboratorio Mecánica. Recuperado el 06 de 03 de 205, de
http://www.udistrital.edu.co:8080/web/laboratorio-mecanica/maquina-ensayo-de-
torsion
[6] Industry, D. (6 de 03 de 2015). Direct Industry. Recuperado el 06 de 03 de 2015, de
http://www.directindustry.es/prod/galdabini/maquinas-pruebas-universales-27948-
156710.html
[7] http://www.iso376.com/es/normas/ISO-7500.html