Ensayo de Compresion

Ensayo de compresión.
Julián Felipe Camacho (1), Daniela Urbina (2), Hernán Vargas (3), Miguel
Gómez (4)
(1)
Facultad de Ingeniería naval. Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena de
Indias, Colombia.
(2)
Facultad de Ingeniería Mecánica. Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena
de Indias, Colombia.
(3)
Facultad de Ingeniería Industrial. Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena
(4)
Facultad de Ingeniería Industrial. Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena
Grupo H1
1. INTRODUCCIÓN
El tema que se aborda en este informe, es el esfuerzo de compresión, que consiste en
someter a un cuerpo a la acción de dos fuerzas uniaxiales opuestas para que disminuya su
volumen. Es de suma importancia conocer cuanta capacidad de resistir la compresión
poseen los diferentes tipos de materiales, pues sabiendo esto podremos escoger el que
mejor se adapte a las necesidades al momento de crear una pieza.
En esta experiencia analizaremos los metales trabajados a partir de los diferentes datos
recolectados, en la discusión y conclusión, relacionaremos los resultados de la práctica,
con la teoría asociada a ellos.
2. OBJETIVOS
2.1- OBJETIVO GENERAL.
Analizar el comportamiento de distintos materiales bajo carga de compresión uniaxial y

determinar así sus propiedades mecánicas.
2.2- OJETIVOS ESPECÍFICOS

 Adquirir habilidades en la interpretación de gráficas de Esfuerzo contra
deformación unitaria en los ensayos de compresión.
 Comprender la importancia de la compresión en metales.
 Aprender a diferenciar entre el ensayo de comprensión y de tensión.
3. MARCO TEÓRICO.
Compresión
Este ensayo se basa en aplicar una carga de compresión en los extremos de una probeta
que preferiblemente debe ser cilíndrica y este produce una reducción de la longitud de dicha
probeta. Las probetas utilizadas están limitadas a una longitud que el pandeo no influye en
el ensayo. [1]
Existen limitaciones para la realización de ensayo buscando obtener una deformación
verdaderamente uniaxial en la probeta:
• La dificultad en aplicar una carga verdaderamente concéntrica o axial.
• El carácter relativamente inestable de este tipo de carga en contraste con la carga de
tensión. Existe siempre una tendencia al establecimiento de esfuerzos flexionantes.
• La fricción entre los apoyos de la máquina y los extremos de la probeta, debido a la
expansión lateral de ésta, puede alterar considerablemente los resultados del ensayo.
• Las áreas seccionales, relativamente mayores, de las probetas, para obtener un grado
apropiado de estabilidad de la misma.
• Los extremos de la probeta deben ser planos y perpendiculares al eje de la probeta, a lo
largo del cual se aplica la carga [1]
Las siguientes explicaciones nos dejaran claro los conceptos teóricos de lo que
calcularemos en el informe, para así saber cuál es la función que cumple calcularlos.
Esfuerzo axial
El esfuerzo axial es aquel perpendicular al plano en el cual se aplica la fuerza de compresión
que se distribuye de manera uniforme en toda la superficie. Este también es llamado
esfuerzo normal. [2]
Deformación unitaria axial
La deformación axial es la relación entre la deformación total y la longitud inicial de la
probeta, la cual es la que nos permite determinar la deformación de dicha probeta que fue
sometida a una compresión axial. [3]
Por ultimo hablaremos de las propiedades que usualmente determina este ensayo.
Ductilidad
La ductilidad es la propiedad que tiene un material de deformarse visiblemente antes de
llegar a la ruptura. Lo que nos quiere decir que este material puede ser comprimido o
estirado considerablemente antes de que se rompa. Los materiales que tienen ductilidad
bastante amplia son llamados dúctiles y los que no poseen esta propiedad o la tienen
demasiada baja son llamados frágiles. [4]
Resistencia a la fluencia
Para definir el concepto de resistencia de fluencia primero debemos saber que la fluencia
es la deformación que se da en un periodo cuando un material es sometido a un esfuerzo
y temperatura constante. [5]
Sabiendo esto se define la resistencia a la fluencia como el esfuerzo máximo que se
necesita para provocar una cantidad específica de fluencia en un periodo especificado
además esta nos ayuda a describir la tensión máxima que se puede generar en un material
a una temperatura constante y a la cual la velocidad de fluencia disminuye con el tiempo.
[6]
Resistencia a la compresión
Es el esfuerzo máximo que soporta un material bajo una carga de aplastamiento. La
resistencia a la compresión de un material que falla es dada por la rotura de una fractura,
se define en límites ajustados y es una propiedad independiente. [7]
Módulo de elasticidad
El módulo de elasticidad de un material es la relación que existe entre el esfuerzo al cual
se somete un material y su deformación unitaria. Es utilizado para representar la rigidez del
material ante una carga que se le coloca al mismo. [8]
De acuerdo a la velocidad de aplicación de carga, ¿Cómo se clasifican los ensayos
mecánicos?
Según la velocidad de aplicación de las fuerzas los ensayos mecánicos pueden clasificarse
en:
1. Ensayos estáticos, en los que la velocidad de aplicación de las fuerzas al material no
influye en el resultado del ensayo. En el ensayo de tracción, por ejemplo, la velocidad de
aplicación de la fuerza se mantiene por debajo de cierto límite para que el ensayo sea
estático.
2. Ensayos dinámicos, en los que la velocidad de aplicación de las fuerzas juega un papel
decisivo. Un ejemplo de este ensayo es el ensayo de flexión por choque. [9]
4. DESARROLLO DEL TRABAJO

4.1 EQUIPOS Y MÉTODOS EXPERIMENTALES.
• Máquina universal de ensayos. ( Imagen 1)
• Aditamentos para ensayos a compresión.
• Calibrador. (Imagen 3)
• Probetas metálicas. (Imagen 2)
Imagen 1. Maquina universal

Imagen 2. Probeta de Bronce después del ensayo.
Imagen 3. Calibrador de pie de rey.
Imagen 4. Maquina universal (sección de prueba).

Procedimiento
 Mida el diámetro y longitud de cada una de las probetas, luego coloque la probeta
centrada en los platos de compresión de la maquina universal. A través del
software de control, programe la maquina universal para ejecutar un ensayo de
compresión. Ejecute el ensayo y retire la probeta de la máquina y proceda a
colocar una nueva, repitiendo el procedimiento descrito.
4.2 RESULTADOS DEL TRABAJO EXPERIMENTAL.
MATERIAL ACERO ALUMINIO BRONCE

LI (mm) 24 23,4 23,54
LF(mm) 15,3 12,9 14,6
DI(mm) 12,55 12,55 12,5
DF(mm) 16,4 12,4 16,2
AI(mm^2) 1193,6520 1169,9958 1169.8505
AF(mm^2) 1210,7698 744,0548 1155,2892
Tabla 1. Longitudes, diámetros y áreas de las probetas antes y después del ensayo.
Compare las curvas esfuerzo-deformación para cada uno de los materiales

ensayados. Haga una descripción del comportamiento de cada una de ellas.
En las gráficas existe una discordancia entre la elongación registrada con el calibrador y la
registrada en el computador; más específicamente en la elongación del Acero 1045. Este
último presenta una elongación mayor con el calibrador que la registrada en la gráfica 1,
por ello, en la gráfica 2, el alargamiento del Aluminio 6061 es mayor que la del acero.
Esta discordancia probablemente se haya dado por las condiciones con las que está sujeta
la prueba. Y siguiéndose estrictamente por estos resultados se puede confirmar que el
Aluminio 6061 presenta una ductilidad mayor.
Determine el módulo de elasticidad en cada uno de los materiales ensayados con
ayuda de la respectiva gráfica. Analice y Compare.
𝐸 = б/ɛ
𝐴𝑐𝑒𝑟𝑜 1045
N
1216,53 N
𝐸 = mm2
mm = 3355,9448 mm2
0,3625 mm
𝐴𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 6061
N
743,318 2 N
𝐸 = mm
mm = 1656,6035 mm2
0,4487 mm
𝐵𝑟𝑜𝑛𝑐𝑒 𝑆𝐴𝐸40
N
1126,36 2 N
𝐸 = mm
mm = 2966,4471 mm2
0,3797 mm
El módulo de elasticidad es la medida de la tenacidad y rigidez del material, mientras mayor
el valor (módulo), más rígido el material. A la inversa, los materiales con valores bajos son
más fáciles de doblar bajo carga.
En el caso de material metálico determine el esfuerzo de fluencia utilizando la
regla de 0.2%
𝜎𝑓 = 𝑃/𝐴
150 𝐾𝑁 KN
𝜎𝑓 = 2
= 0,1266
1193,6520mm mm2
93 𝐾𝑁 KN
𝜎𝑓 = 2
= 0,0794
1169,9958 mm mm2
138 𝐾𝑁 KN
𝜎𝑓 = 2
= 0,1179
1169.8505mm mm2
Determine la resistencia a la fluencia en compresión en el material metálico
ensayado. Analice y compare
𝜎𝑒 = 𝐸 . 𝑒
N N
𝜎 = 3355,9448 2
𝑥 0,45 = 1510,1716
mm mm2
N N
𝜎 = 1656,6035 2
𝑥 0,44 = 728,9055
mm mm2
N N
𝜎 = 2966,4471 2
𝑥 0,33 = 978,9275
mm mm2
Esfuerzo de fluencia indicación del esfuerzo máximo que se puede desarrollar en un
material sin causar una deformación plástica. Es el esfuerzo en el que un material exhibe
una deformación permanente especificada y es una aproximación práctica de límite
elástico. [10]
5. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Y CONCLUSIONES
A través del ensayo realizado en el laboratorio, se pudo corroborar que acero es un material
dúctil, debido a que se puede observar en los resultados del ensayo que la probeta
disminuyo su longitud, pero a cambio este aumento su diámetro sin romperse por lo que se
demuestra su ductilidad.
Con los resultaos obtenidos en la resistencia a la fluencia podemos afirmar que el acero es
el material al que se le puede aplicar más carga sin que esta sufra una deformación plástica.
Mientras que el aluminio y el bronce tienen menor capacidad de soportar cargas constantes
sin deformarse permanentemente.
Con el cálculo del módulo de elasticidad podemos observar que el acero es el más rígido
de los materiales evaluados, le sigue el bronce, y por ultimo está el aluminio que tiene un
módulo menor.
Se concluyó por medio de la práctica que el bronce, el cual sufrió fractura demuestra que
tiene poca resistencia a la compresión, poca ductilidad y fragilidad a ciertas presiones. Con
esto podemos corroborar que no todos los materiales tienen la misma resistencia, esto nos
señala que si un material tiene una gran resistencia a la compresión es posible que tenga
una baja resistencia a la tensión y viceversa, por esto es transcendental conocer las
características de los materiales antes de utilizarlos en la industria.
6. REFERENCIAS
1. Guía de Ensayo de Compresión Metales. (2018). Guía para la práctica de compresión
en metales. Recuperado de
http://savio.utbvirtual.edu.co/pluginfile.php/857534/mod_resource/content/0/Gu%C3%ADa
%20de%20Ensayo%20de%20Compresi%C3%B3n%20Metales%202P-18.pdf
2. Diccionario de Arquitectura y Construcción. (Sin fecha). Definición de esfuerzo axial y
conceptos relacionados. Recuperado de http://www.parro.com.ar/definicion-de-
esfuerzo+axial
3. Ramón E. Vílchez. (2009, febrero 3). Deformación. Recuperado de
https://es.slideshare.net/vilchez/deformacin
4. EcuRed. (Sin fecha). Ductilidad. Recuperado de https://www.ecured.cu/Ductilidad
5. Istron. (Sin fecha). Fluencia. Recuperado de http://www.instron.com.ar/es-ar/our-
company/library/glossary/c/creep
6. Istron. (Sin fecha). Resistencia de fluencia. Recuperado de http://www.instron.com.ar/es-
ar/our-company/library/glossary/c/creep-strength
7. Istron. (Sin fecha). Resistencia a la compresión. Recuperado de
http://www.instron.com.ar/es-ar/our-company/library/glossary/c/compressive-strength
8. 360 en concreto. (2011, enero 19). Que es el módulo de elasticidad. Recuperado de
http://mniapsccp01.azurewebsites.net/comunidad360/blog/detalle/concreto/elasticidad-del-
concreto
9. Wikipedia. (2018, mayo 19). Ensayo de materiales. Recuperado de
https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_materiales
10. Istron. (Sin fecha.). Esfuerzo de fluencia. Recuperado de www.instron.com.ar/es-
ar/our-company/library/glossary/y/yield-strength

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