Practica 1 Descripción de área de pruebas destructivas

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Objetivos
Describir el área de pruebas y los equipos que la conforman
Equipo y material utilizado
Marco Teórico
El estudio de la mecánica de materiales es suministrar al futuro ingeniero los conocimientos para analizar y diseñar las diversas máquinas y estructuras portadoras de carga. Así mismo como analizar de una manera sencilla y lógica un problema dado, y que aplique a su solución unos pocos principios fundamentales bien entendidos. Tanto el análisis como el diseño de una estructura dada involucran la determinación de esfuerzos y deformaciones.
Descripción procedimiento
MUG – Maquina Universal Galdabini
Es una maquina semejante a una prensa, con facultades para someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o sistema hidráulico. La máquina de ensayos universales tiene como función comprobar la resistencia de diversos tipos de materiales. Para esto posee un sistema que aplica cargas controladas sobre una probeta (modelo de dimensiones preestablecidas) y mide en forma de grafica la deformación, y la carga al momento de su ruptura.
Se llama asi, porque posee las especificaciones de carga universales, o sea que posee las medidas exactas de peso kg.
Descripción.
La máquina consiste de dos partes esenciales: Una estructura superior y una inferior. En la estructura superior se realizan las diferentes pruebas y se encuentra el reloj para observar la carga aplicada mientras que la estructura inferior se encarga de soportar el peso de la maquina (peso muerto) y servir de alojamiento para los distintos aditamentos que se utilizan en las pruebas, las cuales se realizan gracias a la fuerza generada por un gato hidráulico de operación manual con la capacidad suficiente para desarrollar las pruebas
Funcionamiento.
La máquina sirve para realizar los ensayos de mayor importancia en la resistencia de materiales mediante el uso de probetas.
El movimiento necesario para las pruebas se realiza solamente en la estructura superior. La viga inferior sirve de base para la estructura y alojar el gato hidráulico. La carga generada al accionar el gato hidráulico mediante la palanca de accionamiento hace mover solidariamente la placa inferior y superior de la estructura mientras que la placa intermedia permanece quieta durante la operación. Esto hace que el espacio en la zona de tensión disminuya y en la zona de compresión aumente.
La operación de la maquina siempre es la misma. En un ensayo típico, los aditamentos y accesorios son colocados en la zona que se requiera para la prueba junto con las probetas. El volante del gato hidráulico se gira para colocar la placa inferior en la posición inicial y de apriete, momento en el cual se cierra la válvula de descompresión y se inicia el accionamiento del gato. 
El embolo del gato hidráulico se extiende para generar la carga, la cual es indicada por un reloj tipo Bourdon para obtener la medición de la carga ejercida. Este reloj posee dos agujas, una roja y otra negra de arrastre, las cuales son solidarias entre si y deben encontrarse para que la aguja negra arrastre la roja, así, al momento de indicar la medición más alta soportado por el material en la prueba que se esté realizando la aguja negra se queda en ese valor para ser medido con mayor precisión mientras que la aguja roja regresa a su posición original. Después de terminar el ensayo, la viga superior, la placa inferior y el gato hidráulico vuelven a su posición original abriendo la válvula de descompresión del gato hidráulico.
Descripción de las pruebas.
Ensayo de tensión
En un ensayo de tensión simple, la operación se realiza sujetando los extremos opuestos de la pieza de material y separándolos. En un ensayo de tensión, la probeta se alarga en una dirección paralela a la carga aplicada.
Consiste en someter una probeta a una carga de estiramiento hasta conseguir su ruptura. Se utiliza para conocer la resistencia que presentan los materiales cuando son tensionados, proporcionando información sobre las propiedades mecánicas de los materiales tales como: Resistencia a la Cedencia o Fluencia, % de Elongación, % de reducción de área, máximo esfuerzo a la ruptura.
Ensayo de Compresión
Resistencia a la compresión la propiedad de un material para resistir las fuerzas que tienden a aplastarlo. Esta prueba permite determinar el comportamiento de los materiales dúctiles sometidos a esfuerzos de compresión calculando el límite de Fluencia a la compresión midiendo el diámetro de la probeta antes y después de aplicada la carga.
Ensayo de Flexión
El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una fuerza al centro de una barra soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga estática o aplicada lentamente. También es llamado Modulo de Young y esta prueba, muestra la correlación. 
Ensayo de Cortadura o Cizalladura
Esta prueba permite encontrar de manera práctica la resistencia al corte de un material midiendo la carga a la cual se rompe la probeta. Un ensayo de cizallamiento estático se utiliza para determinar la cantidad de fuerza horizontal que un material puede soportar antes de romperse
Ensayo de Dureza de grado Brinell
Es el que se emplea para determinar la dureza de un material mediante la penetración en él de una esfera o bola de acero templado o ara los materiales más duros se usan bolas de carburo de tungsteno, de determinado diámetro en la superficie que se ensaya, bajo una carga dada y durante determinado intervalo de tiempo.
En el caso del ensayo Brinell, la dureza es definida como la tensión media, normal y condicional, que se calcula dividiendo la magnitud de la carga por el área de la huella esférica.
MAQUINA DE ENSAYOS DE TORSION.
Funcionamiento y usos.
La máquina de ensayos de torsión se usa para hacer pruebas en distintos tipos de material y así llegar a conocer la resistencia de estos cuando son sometidos a diversas fuerzas, como la de un par. Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales. También se puede conocer cuál es su ángulo de torsión, además de la fuerza que soportar antes de sufrir una ruptura, esta fuerza se pude visualizar en la báscula análoga.
Pruebas.
Prueba de torsión. - Consiste en sujetar una barra por un extremo y aplicarle un par al extremo opuesto.
Efecto BAUSCHINGER. - Consiste en el hecho de que al deformar un metal en una dirección hasta que se ha sobrepasado su límite de elasticidad, y deformándolo después en la dirección contraria, su límite de proporcionalidad en esta última dirección es menor.
Esfuerzos residuales. - Se utiliza para determinar la distribución de tensiones después de la deformación.
Descripción.
La máquina de torsión, está destinada a ser usada en los Laboratorios de Ensayo de Materiales, en las Escuelas de Ingeniería Industrial, Civil, Eléctrica, Mecánica, etc.
Por su construcción simple y fácil manejo, puede ser operada por alumnos y personal de la institución, siendo asi fácil de usar para prácticas de laboratorio, siempre y cuando se ponga en práctica el conocimiento.
MAQUINA DE FATIGA
La máquina de fatiga se utiliza para determinar la resistencia a la fatiga de algún material la cual es sometida a esfuerzos de compresión y tracción. Esta máquina cuenta con un sistema digital de control hidráulico la cual mediante ondas va tomando un registro de la resistencia que opone el material a cierta carga. También cuenta con sistemas de seguridad en las cuales hace al sistemas muy estable y seguro garantizando un buen desempeño y análisis al momento de calcular la resistencia de fatiga de algún material.
También por medio de un ajustador de carga podemos experimentar la resistencia del material colocándolo a esfuerzos provocados por diversas cargas.
En la máquinade fatiga las practicas que se realizan son: 
-Ensayo de fatiga: Tiene por objetivo analizar las características resistentes de los materiales cuando trabajan bajo cargas variables. Entre los parámetros fundamentales que califican el comportamiento característico ante la fatiga de los materiales.
En este ensayo se pueden ver tipos de tensiones engendradas en la pieza, como consecuencia de la aplicación de la carga. 
Las cuales son:
-Cargas axiales por compresión o tracción.
-Cargas axiales originadas por flexiones 
-Ensayo de flexión rotativa
El ensayo de fatiga más universal, por la sencillez de la máquina de ensayo, es el de flexión rotativa. Consiste en un motor que arrastra un eje giratorio, sobre el que se monta una probeta que queda en voladizo. Sobre este extremo volado, gravita una carga P, la que se mantiene sin giro por el rodamiento que las liga.
La máquina para ensayos de fatiga debe permitir el control y registro de los parámetros de ensayo, siguientes:
-Cargas aplicadas.
-Contador de vueltas de la probeta.
-Velocidad angular.
En el Instituto contamos con una máquina de fatiga en el laboratorio de ingeniera mecánica en la cual realizamos estas diversas pruebas.
Observaciones y Cálculos
Resultados
Conclusiones y Recomendaciones
Esta práctica se elaboró investigando de forma general la maquina universal Galdabini, la máquina de ensayos de torsión y la máquina de fatiga, donde cada uno de ellos se describió su funcionamiento y todos los tipos de ensayos que se puedan hacer en esos tipos de máquinas, lo que nos da más conocimiento al estarlo investigando para saber cómo se opera y su funcionalidad a la hora de llevar acabo algún trabajo o practica que se pida realizar. 
Por ende, en base al análisis realizado sobre las diferentes maquinas podemos concluir que se obtuvieron los conocimientos de tipo de pruebas y descripción general de cada máquina.
Bibliografía y fuentes de información.
MAQUINA UNIVERSAL
https://materialesingeniria.wordpress.com/maquina-universal-para-pruebas-de-resistencia-de-materiales/ 
https://ingenieriareal.com/tipos-de-maquinas-universales-de-tension-y-compresion/#Que_es_unamaquinauniversal_y_por_que_se_llama_asi 
http://www.cyti.com.mx/tension.asp 
http://udistrital.edu.co:8080/c/document_library/get_file?uuid=1404d4ad-0b86-4473-8ade-8292e80b0eac&groupId=19625 
https://www.ecured.cu/Ensayo_a_la_dureza_Brinell
MAQUINA DE TORSION
http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/maquina-prueba-torsion-81371.html 
MAQUINA DE FATIGA
https://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm02/ptrb2_2_4.html
http://testersupply.es/8-fatigue-testing-machine.html 
Anexos
MAQUINA UNIVERSAL GALDBINI
La Maquinas se clasifican según su estructura y su tipo de accionamiento.
Según su estructura.
Mono espacio: Como se observa en la Figura 1 esta estructura posee dos puentes (1) y dos columnas (2) que los comunican. En los dos puentes se pueden ensamblar los aditamentos que se necesitan para fijar el material de ensayo (3) y así poder realizar las pruebas de tracción o compresión.
Doble espacio: Como se observa en la Figura 2 esta estructura posee un sistema inversor (3) y un sistema fijo (2) que forman una estructura de tres puentes y cuatro columnas. El inversor tiene dos puentes (1) y dos columnas (3), las columnas del inversor son totalmente independientes del otro sistema. El sistema fijo se compone de un puente y dos columnas (2) que van fijas a una carcasa (5) que soporta todo el armazón.
Según por Accionamiento
Accionamiento hidráulico: Este accionamiento se puede observar en la Figura 2 donde la fuerza se aplica por medio de un sistema de bomba (6) y cilindro (7).
Accionamiento mecánico: Este accionamiento se puede observar en la Figura 3 donde los dispositivos pueden ser de motor (1), tornillo (2), cadena (3), palanca (4), probeta (5), mordaza superior (6) y mordaza inferior (7).
 Figura 1. Figura 2. Figura 3
MAQUINA DE TORSION
DESCRIPCION DE LA MAQUINA.
La máquina consta de una barra (1), que soporta todas las partes de la misma. Las patas ajustables (2), permiten la nivelación de la máquina.
Los mandriles (3, 4) son para fijar las probetas. Del lado derecho de la máquina, se tiene un reductor de velocidad, de tornillo sinfín y rueda helicoidal, en cuya flecha de salida está montado un mandril (3). La base del reductor, está fija en la barra (1) y fijarlo, si se desea, en cualquier punto con la palanca (6) y la cuña (7).
El transportador (8) mide aproximadamente los ángulos totales de torsión de la probeta.
El volante (9) montado en la flecha de entrada del reductor, permite aplicar el par de torsión.
Del lado izquierdo de la máquina, se tiene el cabezal con el otro mandril (4) y el sistema electrónico de registro. Este sistema de registro, emplea como transductor una celda de carga (10) unida al mandril (4) mediante un eje (11), montado sobre baleros (12) para reducir al mínimo la fricción.
La cubierta (13) contiene también las partes electrónicas del sistema de registro de la carga. En el display (14) se puede leer el valor del par aplicado a la probeta en kg. - cm.
En el lateral derecho, se tiene un interruptor para encender/apagar la máquina (15). En la parte trasera, el fusible de protección (16) y la clavija para conectar la máquina en 115 V. (17).
Finalmente, en el lateral derecho del cabezal, se encuentra el ajustador a cero del sistema (18).
INSTALACION.
La máquina puede quedar convenientemente instalada sobre una mesa firme. No requiere anclaje, pero si conviene tener cerca un contacto de 115 V./60 HZ.
El equipo se suministra sin aceite en el reductor, por lo que es conveniente ponerle el necesario de (SAE-90).
ACCESORIOS.
La máquina se complementa con un “TORSIOMETRO” que permite medir ángulos directamente sobre la probeta.
OPERACIÓN DE LA MAQUINA.
La probeta se coloca entre las mordazas. Se ajusta primero el mandril del lado del cabezal de medición (4) y luego girando el volante (9) se alinean el mandril opuesto (3) y se aprieta.
Se hace girar el transportador (8) para ponerlo en la posición de cero.
Se enciende la maquina unos 15 minutos antes de empezar a usarla, para permitir que el registrador electrónico entre en régimen.
Al encender la máquina, se verá iluminada la pantalla (14). La máquina está lista para aplicar carga a la probeta, lo cual se hace girando el volante (9). Hay que tener en cuenta que una vuelta del volante, corresponde a 6º de torsión de la probeta.
Es conveniente aplicar la carga de incrementos de torsión de la probeta de 0.2 a 1.0 grados, por cada incremento, según el material de que se trate.
 
MAQUINA DE FATIGA
Partes de una máquina de fatiga
Este es un esquema de una máquina de fatiga en general.
-Probeta: Una probeta es una pieza (generalmente de dimensiones normalizadas), constituida por un determinado material cuyas características se desean estudiar. La probeta se puede utilizar para diversos ensayos de prueba como en el ensayo de tracción en el cual se sostiene por los dos extremos, a la vez que una fuerza de tracción se aplica a velocidad constante; obteniéndose la curva tensión o deformación.
-Motor: Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. 
-Contador de revoluciones: Consta de un medidor el cual nos contara el número de revoluciones por minuto el cual también indicara la velocidad angular.
-Peso: Es la carga con la cual pondremos aprueba la resistencia de algún material
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