Ensayo de Flexión Para Madera

7/25/2019 Ensayo de Flexin Para Madera

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ENSAYO DE FLEXIN PARA MADERA

1) NORMA:

ASTM NTP 251.017

2) OBJETIVOS:

Comprender el comportamiento de la madera a las cargas que producen flei!n.

Conocer " distinguir las diferentes etapas o comportamientos de la madera en

flei!n.

Conocer los factores " condiciones que determinan una ma"or capacidad o menor

capacidad de resistenca a flei!n.

Adquirir los conocimientos de la resistencia de la madera para e#ercer una $uenaelecci!n del mismo del tipo de madera " las dimesiones de acuerdo al uso " a los

esfuer%os a los que estar& sometido en cualquier tipo de estructura o edificaci!n.

3) MARCO TERICO:

'a madera se emplea (a$itualmente como un material de ingenier)a en la construcci!n " enla industria del mue$le. Con su amplia gama de propiedades f)sicas " mec&nicas* puede

elegirse madera de diferentes especies de &r$oles para adaptarse a los requerimientosespec)ficos de una aplicaci!n. Adem&s* la madera es f&cil de ser tra$a#ada " tiene un largo

tiempo de +ida ,til. 'a resistencia de la madera est& influenciada por factores como lostipos de carga* direcci!n " duraci!n de la carga* temperatura " (umedad. -entro de laspropiedades mec&nicas que son de ma"or inters en el comportamiento estructural de la

madera se encuentran la resistencia a compresi!n* la resistencia al corte " la resistencia a la

flei!n. /stas propiedades se e+al,an mediante ensa"os de la$oratorio con los equipos*materiales " condiciones adecuados de acuerdo a las normas internaciones para estos fines.

/n el presente tra$a#o se reali%ar& una prue$a para determinar la capacidad de resistencia a

flei!n de la madera* su l)mite de deformaci!n " m!dulo de rotura.

FLEXIN

/n ingenier)a se denomina flei!n al tipo de deformaci!n que presenta un elementoestructural alargado en una direcci!n perpendicular a su e#e longitudinal.

/l trmino alargado se aplica cuando una dimensi!n es dominante frente a las otras. n

caso t)pico son las +igas* las que est&n diseadas para tra$a#ar* principalmente* por flei!n.

3gualmente* el concepto de flei!n se etiende a elementos estructurales superficiales como

placas o l&minas.


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'a flei!n es la deformaci!n que se presenta un elemento estructural alargado cuando est&

sometida a una o +arias cargas entre dos apo"os fi#os* puede ser un punto o un todo el

elemento estructural. 'a carga se aplica como una fuer%a puntual en el punto medio de la

distancia entre los puntos de apo"o.

Asimismo* estas condiciones de aplicaci!n de carga producen en el elemento una

deformaci!n el&stica temporal durante la aplicaci!n de la carga. 'a distancia entre su

posici!n (ori%ontal inicial " la posici!n final es llamada flec(a.

DEFORMACIN POR FLEXIN/l comportamiento de cualquier $arra deforma$le sometida a un momento de flei!n es al

que el material en la posici!n inferior de la $arra se alarga 4tracci!n " el material en laporci!n superior se comprime 4compresi!n. /n consecuencia* entre esas dos regiones

eiste una superficie neutra6 en la que las fi$ras longitudinales del material no

eperimentan un cam$io de longitud. Adem&s* todas las secciones trans+ersales

permanecen planas " perpendiculares al e#e.


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ESQUEMA DE CARGAS/n las prue$as de flei!n se emplean dos esquemas de carga entre apo"os fi#os la siguiente

figura muestra dos e#emplos de flei!n " los resultados de la distri$uci!n de fuer%as.


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4ig. 1a 'a carga se aplica como una fuer%a concentrada en el medio de la distancia entre

los puntos de apo"o.

4ig. 1a 'a carga se aplica en dos puntos que se encuentran a una misma distancia de los

puntos de apo"o 8.

CURVA CARGA DEFORMACIN DE LA MADERA

Al reali%ar el ensa"o de flei!n de la madera la +ariaci!n entre carga " deformaci!n tendr&

el siguiente digrama. /n el se puede aprecia un punto de 'imite proporcional 4'.P " un

punto de Maima Carga 4Pma.

ESFUERZO AL LMITE DE PROPORCIONALIDAD ELP)

/l ma"or esfuer%o en el que el ste es directamente proporcional a la deformaci!n. /s el

ma"or esfuer%o en el cual la cur+a en un diagrama esfuer%o9deformaci!n es una l)nea recta.

Por otra parte el l)mite de proporcionalidad es la medida de la m&ima capacidad resistente

que tiene la pro$eta para soportar una carga en forma gradual durante un per)odo corto de

tiempo.

MODULO DE ROTURA MOR)

'a m&ima capacidad resistente que presenta en este caso la madera* para soportar una

carga en forma gradual durante un lapso de tiempo. Por otro lado es un criterio de

resistencia aceptado mundialmente* aun cuando no corresponde a una tensi!n real* de$ido a

que la f!rmula con la cual se determina solamente es +&lida en la %ona el&stica.


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MODULO DE ELASTICIDAD MOE)

Medida de la resistencia a la deformaci!n aial del material cuando se la somete a una

carga de direcci!n paralela a las fi$ras de la madera. Se determina como la pendiente de la

%ona lineal del gr&fico carga9deformaci!n por de$a#o del l)mite de proporcionalidad. /n el

caso del ensa"o de flei!n* se relaciona con la deflei!n de$ido al ci%alle o esfuer%o de

corte.

-onde:

!) MATERIALES Y EQUIPOS:

Para el ensa"o de flei!n de la madera se utili%! lo siguiente:

1. M&quina uni+ersal de ensa"os mec&nicos: Marca 3nstron 4Modelo ;;


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2. PC con soft>are ?lue(ill para el registraro de los datos del ensa"o " control

el ensa"o.

;. @ernier digital Con precisi!n a 0*01 mm. para tomar las dimensiones

iniciales " finales de la muestra a ensa"ar.

. Pro$eta de madera tornillo

") PROCEDIMIENTO:


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i. /l material utili%ado en el la$oratorio es una madera tornillo con

dimensiones especificadas seg,n la norma. 'a muestra de$e ser prism&tica "

sus medidas son de 557B cm 4A 70 cm de lu%.

ii. Se +erifica que la maquina uni+ersal este correcto* se a#usta mu" $ien la $asecolocada con los apo"os m!+iles en los etremos.

iii. Se coloca la madera de forma correcta*tal que los etremos de la madera de$en estar en contacto con los apo"os

m!+iles.


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i+. Colocar el pist!n de carga radial 4carga distri$uida al centro de la madera

para reali%ar una perfecta deflei!n.

+. na +e% colocado todo perfectamente* se introducen las dimensiones de la

madera en la computadora.

+i. Se inicia el ensa"o " se aplica una carga a la madera. Mientras transcurre el

tiempo la carga +a (aciendo efecto " deformando la madera de formasimtrica.


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+ii. na +e% alcan%ado su deformaci!n m&ima se detiene la maquina uni+ersal.

Todos los datos o$tenidos en la computadora mediante un soft>are son

utili%ados para reali%ar los siguientes c&lculos.

#) C$LCULOS:

/l siguiente grafico es generado a partir de los datos del arc(i+o /cel que se o$tu+ierondel programa ?lue(ill en el ensa"o.


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0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000

0.0000

200.0000

400.0000

600.0000

800.0000

DIAGRAMA CARGA VS DEFLEXION

defexion en cm

Carga en Kg

Extension por flexion vs Carga de flexin

-el gr&fico se puede identificar los siguientes datos:

Deflexin allmite proporcional=2.979161 cm

Carga al lmite proporcional=757.5778 kgf

Asimismo de los datos se pudo determinar la m&ima carga aplicada en el ensa"o

Carga Mxima=727.3929 kgf

-e acuerdo a los datos proporcionados en la$oratorio se o$tienen los siguientes +alores:

variable descripcion valor unidad

P CARGA MAX 727.32 !"#

P CARGA $%M 757.5778 !"#


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L &%'(A)C%A A*+,+' 70 C-

a A)C+ 5 c-

e /'*/'+R 5 c-

!&//$X% 2.7161 c-

C%&'(& *+& E,-(+./ &00+ ..'04%& ELP):

ELP( kgfcm2 )=3P

'L

2ae2

ELP( kgfcm2 )=3757.577870

2552

ELP( kgfcm2 )=636.3654

C5&'(& *+& 6*(& *+ .(.% MOR)

MOR(kgfcm2 )=3PL

2ae2

MOR(kgfcm2 )=3727.392970

2552

MOR( kgfcm2 )=611.0100

C5&'(& *+& 6*(& *+ +&%,0'0*%* MOE)

MOE( kgcm2 )= P

'L

3

4ae3Y

MOE( kgcm2 )= 757.577870

3

45532.979161


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M!dulo de elasticidad4MG/E 34888,90 =gFCm2

) PROBLEMAS PROPUESTOS:

%. (eniendo en cuena los daos aneriores co-plee lo si"uiene

a. Co-parando las propiedades -ecnicas de la -adera ornillo los

resulados de ese ensao esn por debao o por enci-a del ornillo

por u9: "# $%n&o'

P.)8+2%N9

C%.% %&&;0+

..'04%&

D0,%4'0%+4.+

,.+,

A4'?'@2)

M6*(& *++&%,0'0*%*>?'@2)

>-) ') ') ') >-)

1 757.577< 70.00 5.00 5.00 727.32

B;B.;B5 B11.01 ;


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P'x100

P =

757.5778

727.3929x 100=104

'e";n el analisis reali=ado la car"a l?-ie de proporcionalidad

co-prende -s del 100 de la car"a [email protected]. ' e";n el -Jdulo de elasicidad obenido a u9 "rupo de -adera

corresponde la -uesra ensaada. Ker /0.10 Madera del R)/. As?

-is-o indiue si es necesario reali=ar oro ensao para deer-inar el

-Jdulo de elasicidad. Busiue su respuesa. "# $%n&o'

/l -odulo de elasicidad de la -uesra obenida en el laboraorio es de

;

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