469153658-Laboratorio-de-Mecanica-de-Materiales-Actividad-6-Ensayo-estatico-de-compresion-1

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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Laboratorio de Mecánica de Materiales
Actividad #6
Ensayo estático de compresión 1
Día: 3 Hora: N1 Grupo: 
A 4 de Mayo del 2016, San Nicolás de los Garza, Nuevo León
Ensayo estático de compresión 1
Descripción general del ensayo de compresión
En esta práctica analizamos y desarrollamos un ensayo de compresión con una probeta de un material seleccionado por el profesor, veremos cómo mediante la maquina universal se va comprimiendo la probeta hasta llegar a una cierta deformación.  El ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material. Se suele usar en materiales frágiles. La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción. Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal. El ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo.
Los pasos que realizamos durante este ensayo fueron los siguientes: Primero seleccionamos la probeta del material que queríamos analizar, posteriormente colocamos ésta en el centro de las bases de compresión de la maquina universal, checamos que estuviera en una posición adecuada para que todo saliera bien, después mediante el equipo de cómputo y un programa pusimos los requerimientos necesarios y comenzó el ensayo automáticamente, finalizo en un punto del cual la probeta ya estaba con una deformación.
Estándar ASTM E9 
Este método de ensayo cubre los aparatos, los especímenes y el procedimiento de prueba de la compresión axial con carga de materiales metálicos a temperatura ambiente. Utilizar las propiedades de compresión es de interés en los análisis de estructuras sometidas a cargas de compresión o flexión o ambos, y en los análisis de trabajo con metal y los procesos de fabricación que implican la deformación a la compresión de gran tamaño como la forja y laminación. Los metales quebradizos o inductiles que la fractura de la tensión a tensiones por debajo del límite de elasticidad, estos ensayos de compresión ofrece la posibilidad de ampliar el rango de los datos de esfuerzo-deformación. 
Los datos obtenidos de un ensayo de compresión puede incluir el límite elástico, el límite de elasticidad o módulo de Young, la curva de esfuerzo deformación, y la  resistencia compresión. En el caso de un material que no falla en la compresión por una fractura en el desgrane, resistencia a la compresión es un valor que  depende de la deformación total y la geometría de la muestra.
Probetas y sus condiciones a cumplir.
El estándar ASTM E-9 reconoce tres tipos de probetas
El mismo estándar recomienda que las caras de las probetas y de las superficies de apoyo deben ser limpiadas con acetona u otro disolvente antes del ensayo, con el objeto de remover la grasa, aceite y marcas de dedos.
Para el esfuerzo uniforme de la probeta de compresión, una sección circular es preferible a otras formas. Sin embargo, la sección cuadrada o rectangular se usa frecuentemente y para piezas manufacturadas, tales como el azulejo, ordinariamente no resulta posible cortar probetas que se ajusten a ninguna forma en particular.
La selección de la relación entre la longitud y el diámetro de una probeta de compresión parece ser más o menos un compromiso entre varias condiciones indeseables. A medida que la longitud de la probeta se aumenta, se presenta una tendencia creciente hacia la flexión de la pieza, con la consiguiente distribución no uniforme del esfuerzo sobre una sección recta.
Tipos de fallas
En el ensayo de compresión existen varios tipos de fallas en la probeta durante la ejecución de éste, aquí veremos algunos ejemplos. 
La figura 1.c muestra las fisuras verticales en un espécimen “abarrilado” de Ge que evidencian la existencia de tensiones perpendiculares a la dirección de compresión durante el ensayo. La región sombreada corresponde a una zona interna no deformada ya que las áreas próximas a las placas resultan menos tensionadas que el resto del espécimen y se pierde la uniaxialidad Cuando 3 estas regiones cónicas se superponen oponen una resistencia mayor
Relación de esbeltez 
El comportamiento de las columnas depende, en buena medida, de su esbeltez, es decir, de la relación entre su longitud y las dimensiones de las secciones transversales. Otro factor importante que define el comportamiento de columnas son las condiciones de apoyo de sus secciones extremas (factor de longitud efectiva, K). De acuerdo con su relación de esbeltez, las columnas se clasifican en: columnas cortas, etc.
La probeta a ser ensayada debe tener la siguiente relación: 
L/D=2
 
Donde:
L = Longitud de la probeta (cms).
D = Diámetro de la probeta (cms).
La formula particular de una probeta cilíndrica es la siguiente
Donde:
L = Longitud de la probeta
D = Diámetro de la probeta
= Deformación 
Graficas del ensayo de compresión 
En los gráficos de materiales sometidos a compresión, que indica la figura siguiente obtenidas sobre probetas cilíndricas  de una altura doble con respecto al diámetro, se verifica lo expuesto anteriormente, siendo además posible deducir que los materiales frágiles rompen prácticamente sin deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el ensayo carece de importancia, ya que se deforman continuamente hasta la suspensión de la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos comparativos, la tensión al límite de proporcionalidad.
Criterios para detener el ensayo 
En realidad los criterios varían según las necesidades que se quieran obtener, uno de los criterios más comunes por el cual se detiene el ensayo es para que no exista fractura de la probeta y solo cierta deformación requerida, otro es cuando la probeta queda en una posición adecuada en la maquina universal entonces la compresión no se está efectuando correctamente y se tiene que detener,
Bitácora
	Ensayo 
	Compresión
	
	
	
	
	Material
	Aluminio 1
	
	
	
	
	Do (mm)=
	12.7
	Lo (mm)=
	38.1
	
	
	Ao (mm2)=
	126.68
	Vo (mm3)=
	4826.39
	
	
	
	
	ε0=
	0.03
	
	
	
	
	
	
	
	
	Desplazamiento
	Carga
	Deformacion unitaria
	Deformación coregida
	Esfuerzo
	
	 δ (mm)
	P (N)
	ε(mm/mm)
	ε´(mm/mm)
	σ (N/mm ˄2)
	
	0
	0
	0
	0
	0
	
	0.121666
	506.20744
	0.003193333
	-0.029281
	3.99605261
	
	0.14986
	684.58106
	0.003933333
	-0.028541
	5.40415199
	
	1.26238
	5302.27824
	0.033133333
	0.000659
	41.8567198
	
	1.28778
	6521.09052
	0.033800000
	0.001326
	51.478147
	
	1.31572
	8113.55328
	0.034533333
	0.002059
	64.0492088
	
	1.34112
	10230.90600
	0.035200000
	0.002726
	80.7638049
	Punto 1
	1.36906
	12810.87360
	0.035933333
	0.003459
	101.13033
	
	1.397
	15301.87680
	0.036666667
	0.004193
	120.79456
	
	1.4224
	17926.32660
	0.037333333
	0.004859
	141.512232
	
	1.45034
	20728.70520
	0.038066667
	0.005593
	163.634492
	
	1.47828
	23353.15500
	0.038800000
	0.006326
	184.352163
	
	1.50368
	26244.49800
	0.039466667
	0.006993
	207.176717
	Punto 2
	1.53162
	28868.94780
	0.040200000
	0.007726
	227.894389
	
	1.55702
	31137.54000
	0.040866667
	0.008393
	245.802885
	
	1.5875
	32872.34580
	0.041666667
	0.009193
	259.497617
	
	1.6129
	34028.88300
	0.042333333
	0.009859
	268.627438
	
	1.64084
	34740.59820
	0.043066667
	0.010593
	274.24579
	
	1.66624
	35274.38460
	0.043733333
	0.011259
	278.459554
	Cedencia
	1.69418
	35674.72440
	0.044466667
	0.011993
	281.619876
	
	1.72212
	35986.09980
	0.045200000
	0.012726
	284.077905
	
	1.74752
	36252.99300
	0.045866667
	0.013393
	286.184787
	
	1.77546
	36475.40400
	0.046600000
	0.014126287.940522
	
	1.80086
	36697.81500
	0.047266667
	0.014793
	289.696257
	
	7.2644
	51287.97660
	0.190666667
	0.158193
	404.872466
	
	7.366
	51421.42320
	0.193333333
	0.160859
	405.925907
	
	7.4422
	51599.35200
	0.195333333
	0.162859
	407.330494
	
	7.5184
	51732.79860
	0.197333333
	0.164859
	408.383935
	
	7.5946
	51866.24520
	0.199333333
	0.166859
	409.437376
	
	7.6708
	51955.20960
	0.201333333
	0.168859
	410.13967
	
	7.7724
	52133.13840
	0.204000000
	0.171526
	411.544258
	
	7.8486
	52266.58500
	0.206000000
	0.173526
	412.597699
	
	7.9248
	52400.03160
	0.208000000
	0.175526
	413.65114
	
	8.001
	52533.47820
	0.210000000
	0.177526
	414.704581
	
	8.0772
	52711.40700
	0.212000000
	0.179526
	416.109169
	
	8.1788
	52844.85360
	0.214666667
	0.182193
	417.16261
	Punto Final
	Ensayo 
	Compresión
	
	
	
	
	Material
	Acero Estructural 1
	
	
	
	
	Do (mm)=
	12.42
	Lo (mm)=
	25.41
	
	
	Ao (mm2)=
	121.15
	Vo (mm3)=
	3078.42
	
	
	
	
	ε0=
	0.03
	
	
	
	
	
	
	
	
	Desplazamiento
	Carga
	Deformacion unitaria
	Deformación coregida
	Esfuerzo
	
	 δ (mm)
	P (N)
	ε(mm/mm)
	ε´(mm/mm)
	σ (N/mm ˄2)
	
	0
	0
	0
	0.000000
	0
	
	0
	374.5086306
	0
	-0.026935
	3.09128048
	
	0
	769.6212383
	0
	-0.026935
	6.35263094
	
	0.756914666
	11907.92053
	0.02978806
	0.002853
	98.2907183
	
	0.761233428
	12332.12058
	0.02995803
	0.003023
	101.792163
	
	0.766092448
	12759.95927
	0.03014925
	0.003214
	105.323642
	
	0.76825221
	13203.54912
	0.03023425
	0.003299
	108.985135
	punto1
	0.772570972
	13642.29485
	0.03040421
	0.003469
	112.606643
	
	0.774730734
	14119.82461
	0.03048921
	0.003554
	116.548284
	
	0.779589754
	14610.68569
	0.03068043
	0.003745
	120.599964
	
	0.78390877
	15122.14647
	0.0308504
	0.003915
	124.821679
	
	0.865970836
	28205.7093
	0.03407992
	0.007145
	232.81642
	
	0.86813009
	28789.89848
	0.0341649
	0.007230
	237.638452
	
	0.872449106
	29264.99952
	0.03433487
	0.007399
	241.560046
	
	0.874608868
	29727.98805
	0.03441987
	0.007484
	245.381659
	
	0.876768376
	30296.41274
	0.03450486
	0.007569
	250.073568
	punto 2
	0.881087392
	30772.72813
	0.03467483
	0.007739
	254.005185
	
	0.8832469
	31235.71666
	0.03475982
	0.007824
	257.826799
	
	0.885406408
	31697.48638
	0.0348448
	0.007909
	261.638352
	
	0.890265428
	32246.52573
	0.03503603
	0.008101
	266.17025
	
	1.235789756
	37601.88013
	0.04863399
	0.021699
	310.374578
	
	1.287078706
	37640.22823
	0.05065245
	0.023717
	310.691112
	
	1.338367402
	37946.98638
	0.05267089
	0.025736
	313.223165
	
	1.389116348
	38292.09708
	0.0546681
	0.027733
	316.071788
	
	1.420969472
	38699.514
	0.05592166
	0.028986
	319.434701
	Cedencia
	1.44472406
	39102.14019
	0.05685652
	0.029921
	322.75807
	
	1.464159886
	39495.17601
	0.0576214
	0.030686
	326.002278
	
	1.486834974
	39893.00701
	0.05851377
	0.031578
	329.286067
	
	1.508430054
	40286.04283
	0.05936364
	0.032428
	332.530275
	
	11.78238436
	141939.0527
	0.46369084
	0.436755
	1171.59763
	
	11.82017702
	142356.0288
	0.46517816
	0.438243
	1175.03945
	
	11.8450106
	142758.6817
	0.46615547
	0.439220
	1178.36303
	
	11.86552618
	143165.3379
	0.46696286
	0.440027
	1181.71967
	
	11.91195738
	143643.3437
	0.46879014
	0.441855
	1185.66524
	
	11.946509
	144102.2665
	0.4701499
	0.443215
	1189.45329
	
	11.98538116
	144580.2722
	0.4716797
	0.444744
	1193.39886
	Punto Final
Graficas 
Tabla de resultados 
	Tabala de Resultados del Ensayo Estatico de Compresion
	1
	Material
	Aluminio
	2
	Estandar
	ASTM E9
	3
	Longitud inicial
	Li
	38.1
	mm
	4
	Diametro inicial
	Di
	12.7
	mm
	5
	Area Inicial
	Ai
	126.68
	mm2
	6
	Volumen
	V
	4826.39
	mm3
	7
	Modulo de Elasticidad
	E
	29628.02627
	MPa
	8
	Resistencia de Cedencia
	Sy
	278.4595535
	MPa
	9
	Carga de Cedencia
	Py
	35274.3846
	N
	10
	Deformacion de Cedencia 
	εf
	0.011259259
	mm/mm
	11
	Esfuerzo Final
	σf
	417.1626098
	MPa
	12
	Carga Final
	Pf
	52844.8536
	N
	13
	Deformacion Final
	εf
	0.182192593
	mm/mm
	14
	Resiliencia elastica Unitaria
	REU
	1.567624153
	N-mm/mm3
	15
	Resiliencia elastica Total
	RET
	7565.963559
	N-mm
	16
	Relacion de Esbeltez
	RE
	12
	 
	Tabla de Resultados del Ensayo Estatico de Compresion
	1
	Material
	Acero Estrucutral
	2
	Estandar
	ASTM E9
	3
	Longitud inicial
	Li
	25.41
	mm
	4
	Diametro inicial
	Di
	12.42
	mm
	5
	Area Inicial
	Ai
	121.15
	mm2
	6
	Volumen
	V
	3078.42
	mm3
	7
	Modulo de Elasticidad
	E
	33037.07831
	MPa
	8
	Resistencia de Cedencia
	Sy
	319.4347008
	MPa
	9
	Carga de Cedencia
	Py
	38699.514
	N
	10
	Deformacion de Cedencia 
	εf
	0.02898629
	mm/mm
	11
	Esfuerzo Final
	σf
	1193.398863
	MPa
	12
	Carga Final
	Pf
	144580.2722
	N
	13
	Deformacion Final
	εf
	0.444744326
	mm/mm
	14
	Resiliencia elastica Unitaria
	REU
	4.629613457
	N-mm/mm3
	15
	Resiliencia elastica Total
	RET
	14251.9016
	N-mm
	16
	Relacion de Esbeltez
	RE
	8.183574879
	 
Bibliografias
*Martínez, L. M. La Bitácora de Laboratorio: Instrumento de Investigación y Trabajo. Departamento de Ingeniería, Coordinación de Ingeniería Electrónica y de Comunicaciones Universidad Iberoamericana, Ciudad de México.
*http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/9026_tension.pdf
Articulo elaborado por la Escuela Colombiana de Ingeniería, página en la cual tienen información de muchas cosas relacionadas en el ámbito de la ingeniería.
*Libro: Mecánica de materiales. Autor: Ferdinand Pierre Beer, Fecha de impresión: 2001
Normal corregida Aluminio
0	2.7259259259259302E-3	3.4592592592592661E-3	4.1925925925926019E-3	4.8592592592592646E-3	5.5925925925926004E-3	6.3259259259259362E-3	6.9925925925925989E-3	7.7259259259259347E-3	8.3925925925925973E-3	9.1925925925925994E-3	9.859259259259269E-3	1.0592592592592605E-2	1.1259259259259267E-2	1.1992592592592596E-2	1.2725925925925932E-2	1.3392592592592602E-2	1.4125925925925938E-2	1.4792592592592607E-2	0.15819259259259261	0.16085925925925926	0.16285925925925926	0.16485925925925926	0.16685925925925926	0.16885925925925926	0.17152592592592594	0.17352592592592594	0.17552592592592595	0.17752592592592595	0.17952592592592595	0.1821925925925926	0	80.763804933152997	101.13032965542637	120.79456042175926	141.51223212200284	163.63449173412735	184.35216343437094	207.17671700243594	227.89438870267955	245.80288457916129	259.49761672000028	268.62743814722626	274.24578979474995	278.45955353039267	281.61987633212476	284.07790517791642	286.18478704573778	287.94052193558895	289.69625682544012	404.87246559967565	405.92590653358633	407.33049444546725	408.38393537937799	409.43737631328861	410.1396702692291	411.54425818111002	412.5976991150207	413.65114004893144	414.70458098284206	416.10916889472298	417.16260982863372	Deformacion(mm/mm)
Esfuerzo (N/mm2)
Grafico Ampliado aluminio
0	2.7259259259259302E-3	3.4592592592592661E-3	4.1925925925926019E-3	4.8592592592592646E-3	5.5925925925926004E-3	6.3259259259259362E-3	6.9925925925925989E-3	7.7259259259259347E-3	8.3925925925925973E-3	9.1925925925925994E-3	9.859259259259269E-3	1.0592592592592605E-2	1.1259259259259267E-2	1.1992592592592596E-2	1.2725925925925932E-2	1.3392592592592602E-2	1.4125925925925938E-2	1.4792592592592607E-2	0	80.763804933152997	101.13032965542637	120.79456042175926	141.51223212200284	163.63449173412735	184.35216343437094	207.17671700243594	227.89438870267955	245.80288457916129	259.49761672000028	268.62743814722626	274.24578979474995	278.45955353039267	281.61987633212476	284.07790517791642	286.18478704573778	287.94052193558895	289.69625682544012	Deformacion (mm/mm)
Esfuerzo (N/mm2)
Grafico Corregido A. Estructural
0	3.2988732861524393E-3	3.4688363715518894E-3	3.5538329083484275E-3	3.7450576230276846E-3	3.9150307044916732E-3	7.1445492405011191E-3	7.2295257851685765E-3	7.3994988666325617E-3	7.4844954034290964E-3	7.5694819441610925E-3	7.7394550256250846E-3	7.8244415663570807E-3	7.9094281070890768E-3	8.1006528217683407E-3	2.1698619291662079E-2	2.3717074624208322E-2	2.5735519960690026E-2	2.773272366002099E-2	2.8986290129914737E-2	2.9921142077	966686E-2	3.0686030940619183E-2	3.1578399614369673E-2	3.242826502168962E-2	0.436755471082295730.43824278552542828	0.43922010075565265	0.44002748288867116	0.44185476348686087	0.44321452814644363	0.44474432586387774	0	108.98513509649196	112.60664340420966	116.54828402872472	120.59996440016508	124.82167949566652	232.81642015319849	237.63845218638053	241.56004552967394	245.38165948328518	250.07356777168798	254.00518475559224	257.82679870920344	261.63835230557163	266.17024951052417	310.37457803747424	310.69111212430869	313.22316451919113	316.07178771754019	319.43470078415191	322.75807003780432	326.00227823227402	329.286066956335	16	332.53027515080475	1171.5976282261659	1175.0394453355343	1178.3630348889803	1181.7196694114734	1185.6652387156419	1189.4532936673545	1193.3988629715229	Deformacion (mm/mm)
Esfuerzo (N/mm2)
Grafico Ampliado A. Estructural
0	3.2988732861524393E-3	3.4688363715518894E-3	3.5538329083484275E-3	3.7450576230276846E-3	3.9150307044916732E-3	7.1445492405011191E-3	7.2295257851685765E-3	7.3994988666325617E-3	7.4844954034290964E-3	7.5694819441610925E-3	7.7394550256250846E-3	7.8244415663570807E-3	7.9094281070890768E-3	8.1006528217683407E-3	2.1698619291662079E-2	2.3717074624208322E-2	2.5735519960690026E-2	2.773272366002099E-2	2.8986290129914737E-2	2.9921142077966686E-2	3.0686030940619183E-2	3.15783996	14369673E-2	3.242826502168962E-2	0	108.98513509649196	112.60664340420966	116.54828402872472	120.59996440016508	124.82167949566652	232.81642015319849	237.63845218638053	241.56004552967394	245.38165948328518	250.07356777168798	254.00518475559224	257.82679870920344	261.63835230557163	266.17024951052417	310.37457803747424	310.69111212430869	313.22316451919113	316.07178771754019	319.43470078415191	322.75807003780432	326.00227823227402	329.28606695633516	332.53027515080475	Deformacion (mm/mm)
Esfuerzo (N/mm2)