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8/15/2019 Torsion Escritorio

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“Ensayo de Torsión”

Laboratorio Nº3Resistencia de MaterialesProfesor:

Rodolfo Danitz.

/05/2016

Índice

Integrantes:

• Denisse Araneda S.

• Eduardo Budini

• abian !arrera

• Daniela Mon"es

• Roberto #la$a

• %u&o 'a(orano


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Ensayo de Torsión

)ntroducción........................................................................................................ *

+b"eti,os............................................................................................................. 3

-.- +b"eti,os &enerales................................................................................ 3

-.* +b"eti,os esec/0cos.............................................................................. 3

Materiales y e1uios re1ueridos.........................................................................3

Descrición de la e2eriencia............................................................................. 3

Marco Teorico......................................................................................................

Datos.................................................................................................................. 4

!5lculos.............................................................................................................. 4

Analisis.............................................................................................................6

!onclusiones....................................................................................................... 7

Biblio&ra8/a.......................................................................................................... 7

Introducción

Resistencia de Materiales #5&ina -


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Ensayo de Torsión

En in&enier/a se necesita saber có(o resonden los (ateriales

sólidos a 8uer$as o car&as e2ternas co(o tensión9 co(resión9 torsión o

la ci$alladura o corte. Los (ateriales sólidos resonden a dic:as 8uer$as

con una de8or(ación el5stica ;en la 1ue el (aterial re&resa a su ta(a


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Ensayo de Torsión

Obeti!os

1.1 Obeti!os generales

• Analizar el ángulo de torsión y el modulo de rigidez de los

materiales (acero) utilizados en el laboratorio, obtenidos a

partir del ensayo de torsión.

1.2 Obeti!os es"ec#$cos.

• Analizar el comportamiento de los materiales (acero) al ser

sometidos a esfuerzo cortante por torsión.

• Calcular el módulo de rigidez, momento polar de inercia y

ángulo de torsión para los distintos materiales.

• Interpretar los resultados obtenidos, en comparación a los

valores referenciales.

• Reconocer el tipo de material.

%ateriales & e'ui"os re'ueridos

• M51uinas ara ensayo de torsión

• #robetas del (aterial a (edir.

Descri"ción de la e("eriencia

• i"ar la robeta a las (orda$as 0"as y (ó,iles de la (51uina de

torsión9 a"ust5ndola con los tornillos de 0"ación.• Alicar una car&a.

%arco )eorico

Resistencia de Materiales #5&ina 3


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Ensayo de Torsión

a !orsión en s", se refiere a la deformación #elicoidal $ue sufre un cuerpocuando se le aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igualmagnitud y sentido contrario). a torsión se puede medir observando ladeformación $ue produce en un ob%eto un par determinado. &or e%emplo, se fi%a unob%eto cil"ndrico de longitud determinada por un e'tremo, y se aplica un par de

fuerzas al otro e'tremo la cantidad de vueltas $ue d un e'tremo con respecto alotro es una medida de torsión. os materiales empleados en ingenier"a paraelaborar elementos de má$uinas rotatorias, como los cig*e+ales y árbolesmotores, deben resistir las tensiones de torsión $ue les aplican las cargas $uemueven.

efinición de esfuerzo cortante y distorsión angular-

i una probeta cil"ndrica de longitud es sometida a un tor$ue !, el ángulo de

torsión

ϕ

está dado por la siguiente ecuación-

p

T L =

G Iϕ

/n donde 0 es el módulo de corte del material de la probeta e pI

es el momento de

inercia polar de la sección circular de dic#a probeta.

Resistencia de Materiales #5&ina

Ilustración 1. *e indica una "robeta sección circular de radio

R so+etida a un +o+ento torsor ).

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/historiaingenieria/historiaingenieria.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/composicion-follaje/composicion-follaje.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/historiaingenieria/historiaingenieria.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/composicion-follaje/composicion-follaje.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml


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Ensayo de Torsión

/n consecuencia, el valor del módulo de corte 0 es igual a-

p

T LG =

Iϕ

obre la base de la ecuación anterior, se puede determinar e'perimentalmente el módulo

de corte 0 del material constituyente de la probeta.

i los esfuerzos cortantes no sobrepasan el l"mite de proporcionalidad, dic#o esfuerzo se

distribuye linealmente, es cero en el e%e central de la probeta y tiene un valor má'imo en

la periferia.

Ilustración 2. Indica distribución de esfuerzos cortantes

p

T=

Wτ

iendo

pW

el módulo resistente a la torsión y está definido por-

p polar

1W = I

R

ónde-

Resistencia de Materiales #5&ina ?


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Ensayo de Torsión

4 4

polar

1 1Iπd πR

32 2

iendo d el diámetro de la probeta, por lo tanto d 1 2R.

Reemplazando el momento de inercia polar, en función del radio, se obtiene la siguientee'presión para el módulo resistente-

3

p

πR W =

2

&or lo tanto, el esfuerzo cortante en la periferia del cilindro es igual a-

3

2T=

πR

τ

e la figura 2, considerando la igualdad de arcos, seg3n el radio R y la generatriz , se

puede deduce lo siguiente-

R =γ Lϕ

onde

γ

es la distorsión angular. e puede deducir $ue dic#o valor es-

G

τ

γ

iagrama de momento torsor y ángulo de torsión-

a obtención del diagrama de momento torsor en función del ángulo de torsión, para una

probeta cil"ndrica sometida a torsión, es fundamental para determinar el módulo de rigidez

al corte, el esfuerzo cortante de proporcionalidad y el esfuerzo cortante de fluencia.

/n la figura 4 se indica el diagrama de momento torsor versus ángulo de torsión. /n dic#odiagrama se pueden distinguir- /l l"mite de proporcionalidad, el l"mite de fluencia superior

A, el l"mite de fluencia inferior 5, la zona de cedencia C y el l"mite de ruptura de la

probeta, se+alado con el punto .

Resistencia de Materiales #5&ina @


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Ensayo de Torsión

Datos

/n el ensayo realizado se obtuvieron los siguientes resultados-

• Al aplicar esfuerzo a una probeta de Acero-

Medición Torque Máximo

Nm

Angulo Radianes

6 67.78 9:,;9< 6,=>9 Rad

2 28,82 7>,47< 6,268 rad

,-lculos?aterial 6

J =π ∗0,006

4

32

1@6,2;24' 1010m

4

G=20.02∗0.143

1.21056∗1.2723∗1010 1@69:97 ?&a

esfuerzocortantemax=20.02∗0.003

1,2723 x1010 1@=;28=6;;2 B m

2

?aterial 2

J =π ∗0,006

4

32 1@6,2;24' 10

10m

4



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Ensayo de Torsión

G=16.6∗0.143

1.49819∗1.2723∗1010 1@62=:2 ?&a

esfuerzocortantemax=16.6∗0.003

1,2723 x10

10 1@4>6=8427; B m2

nalisis

&odemos ver $ue el modulo de rigidez #allado comprende los resultadosesperados, además se puede estudiar las caracter"sticas de la fractura por torsiónen materiales d3ctiles y frágiles. determinar la relación entre momento torsor ydeformación angular para los materiales ensayados. !ambin $ue a deformaciónplástica alcanzable con este tipo de ensayos es muc#o mayor $ue en los de

tracción (estricción) o en los de compresión.



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Ensayo de Torsión

,onclusiones

e logro identificar las aplicaciones de torsión para el análisis de los

elementos y el funcionamiento de las ma$uinas de torsión con la cual se logro

identificar el comportamiento de cada material al momento de someterle a torsión

y los ángulos de

deformación admisibles.

os respectivos cálculos entregaron datos de esfuerzos cortantes de

proporcionalidad y ruptura, como tambin el modulo de rigidez propio de cada

material. /sta información es necesaria para el análisis de la resistencia de cada



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Ensayo de Torsión

material, 3til para el dise+o de elementos $ue deben estar sometidos a grandes

torsiones.

ibliograf#a

• 5//R, Derdinand &. y EFG!F, /. Russell. ?ecánica de materiales. 2

ed. ?'ico- ?c0raH Gill, 6>>>. ;=2 p. I5 >:978862;J

• AKI, Garmer /. !RFJ/, 0eorge /. /nsaye de los materiales en

ingenier"a- ; /. ?'ico- C./.C..A. 6>;>. =;; p.

• Lilliam . Callister, Introducción a la ciencia e ingenier"a de los materiales,

Reverte

• onal R. AsMeland, Ciencia e ingenier"a de los materiales, Cengage

Resistencia de Materiales #5&ina -

http://www.monografias.com/trabajos35/newton-fuerza-aceleracion/newton-fuerza-aceleracion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/histomex/histomex.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/newton-fuerza-aceleracion/newton-fuerza-aceleracion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/histomex/histomex.shtml


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Resistencia de Materiales #5&ina --

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