Laboratorio Ciencia de Los Materiales

EXPERIENCIA: ENSAYOS DE COMPRESIÓN
INTEGRANTES:
KAROL MARCELA CUADRADO RODRIGUEZ (2021216056)

SINDY EKER PAYARES (2017216023)
MATEO JÓSE VARGAS MOZO (2019116026)
GIDDEL ELIASIB MANJARREZ CARO (2018216028)
ROBERTO CARLOS CASTAÑO CADENA (2021116029)
DOCENTE:
CRISPULO ENRIQUE DELUQUE TORO, PHD
CIENCIA DE LOS MATERIALES

INGENIERIA INDUSTRIAL
UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA
MARZO 2023
LABORATORIO CIENCIA Y TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
ENSAYO DE COMPRESION
RESUMEN
Durante este laboratorio se realizo un ensayo de comprensión con cinco cilindros de diferentes
materiales de los cuales dos eran completamente sólidos, y los otros tres poseían un relleno interno,
con esta experiencia lo que buscamos es poder hacer ciertas comparaciones con los laboratorios
pasados y así poder realizar las respectivas conclusiones de los materiales.
Este experimento se llevo a cabo en el laboratorio de la Universidad del Magdalena, con la finalidad
de ver y analizar el comportamiento que presentan los materiales y se calculan varias propiedades
del material y se esbozan como un diagrama de deformación por esfuerzo que se usa para
determinar cualidades como limite elástico, limite proporcional, punto de deformación, resistencia a
la deformación y, en algunos materiales, resistencia a la compresión.
Palabras claves: compresión, cilindro, solidos, relleno
ABSTRACT
During this laboratory, a comprehension test was carried out with five cylinders of different
materials, two of which were completely solid, and the other three had an internal filling. With this
experience, what we are looking for is to be able to make certain comparisons with past laboratories
and thus be able to make the respective conclusions of the materials.
This experiment was carried out in the laboratory of the University of Magdalena, in order to see
and analyze the behavior of the materials and several properties of the material are calculated and
outlined as a stress deformation diagram that is used to determine qualities such as elastic limit,
proportional limit, yield point, resistance to deformation and, in some materials, resistance to
compression.
Keywords: compression, cylinder, solids, filling
OBJETIVOS
Determinar el comportamiento del material bajo cargas de compresión en aumento
continuo.
Reconocer la zona plástica, elástica, punto de fluencia o deformación geométrica.
Analizar los gráficos obtenidos, logrando en simultáneo una mejor óptica de la práctica
experimental y darles respuestas asertivas a las preguntas que se planteen.
Comparar los valores obtenidos del material que se utilizó con otros materiales que
también fueron empleados en el laboratorio.
MARCO TEORICO
Los ensayos de compresión permiten a los fabricantes evaluar la integridad y la seguridad de los
materiales, componentes y productos durante diversas fases del proceso de fabricación. Las
aplicaciones potenciales pueden variar desde ensayo de resistencia de un parabrisas de un auto hasta
ensayos de resistencia de vigas de hormigón usadas en construcción.
Los materiales que muestran un alta resistencia a la tracción suelen exhibir (pero no siempre) baja
resistencia a la compresión. Del mismo modo, los materiales con alta resistencia a la compresión
suelen exhibir baja resistencia a la tracción. Por lo tanto, los ensayos de compresión se usan
habitualmente en materiales quebradizos como hormigón, metales, plásticos, cerámicos,
compuestos y materiales corrugados como el cartón. Estos materiales se usan habitualmente en una
capacidad de soporte de carga donde su integridad bajo fuerzas de compresión es esencial.
A diferencia de los ensayos de tracción, que generalmente se realizan para determinar las
propiedades de tracción de un material específico, los ensayos de compresión se realizan sobre
productos terminados. Artículos comunes como pelotas de tenis, pelotas de golf, botellas de agua,
estuches protectores, tuberías de plástico y muebles son ejemplos de productos que necesitan
evaluarse para conocer su resistencia a la compresión. Por ejemplo, es posible que un ingeniero
quiera conservar plástico al crear botellas de agua con paredes más delgadas, pero las botellas deben
seguir siendo lo suficientemente fuertes para embalarse en palés y apilarse unas sobre las otras
durante el transporte. Los ensayos de compresión pueden ayudar al ingeniero a ajustar el equilibrio
entre la resistencia del producto y la conservación del material.
Resistencia a la compresión final

La resistencia a la compresión final de un material es el valor de esfuerzo compresivo alcanzado
cuando el material falla completamente. Cuando los materiales quebradizos alcanzan su resistencia
a la compresión final, se aplastan y la carga cae drásticamente. Los materiales con
mayor ductilidad (más plásticos) no se rompen, en cambio, se siguen deformando hasta que la carga
ya no se aplica al espécimen, sino entre las dos platinas de compresión. En estos casos, la
resistencia a la compresión puede informarse como deformaciones específicas como 1 %, 5 % o
10 % de la altura original del espécimen del ensayo.
Imagen 1. Curva general de un ensayo de compresión hacia un cilindro.
Para esta experiencia usamos las siguientes formulas:
diametro 2
Para poder hallar el área trasversal de los cilindros: A=π ( ) (1)
2
−9
Para el esfuerzo usamos: Esfuerzo=10 ¿) (2)
posicion(mm)
Deformación: deformacion= (3)
L
DISPOSITIVO EXPERIMENTAL
para llevar a cabo esta experiencia se utilizaron los siguientes materiales y herramientas
Materiales
Cilindro flexible completamente solido
Cilindro de polietileno de inyección
Cilindro de PLA con relleno
Cilindro flexible con relleno
Cilindro de PET con relleno
Pie de rey
Máquina universal de ensayos
Software PASCO
PROCEDIMIENTO
1. Use calibrador para medir el diámetro de la muestra. Edite el valor del diámetro en la línea #2 de la calculadora.
2. Mida la longitud de la muestra y edite el valor en la línea #4 de la calculadora.
3. Coloque la muestra en la plataforma, usando el círculo para centrar la muestra.
4. Instale el escudo de seguridad.
5. Gire la manivela en sentido antihorario hasta que el yunque de carga toque la muestra.
6. Haga clic en Grabar. Gire la manivela en sentido contrario a las agujas del reloj, comprimiendo la muestra.
7. Continúe hasta que la fuerza llegue a 5000 N.
RESULTADOS
Luego de las mediciones con el pie de rey pudimos obtener los siguientes resultados de las dimensiones de los cilindros:
Cilindro flexible completamente solido obtuvimos los siguientes datos:
D L=20.11 mm
D=12.44 mm o 0.01244 m
Cilindro polietileno de inyección obtuvimos los siguientes datos:
L=20.02 mm
L
D=12.76 mm o 0.01276 m
Cilindro PLA con relleno obtuvimos los siguientes datos:
L=20.18 mm
D=16.94 mm o 0.01694 m
Cilindro flexible con relleno obtuvimos los siguientes datos:
L=20.04 mm
Figura 1. Dimensiones de los cilindros D=16.64 mm o 0.01664 m
Cilindro PET con relleno obtuvimos los siguientes datos:
L=20.34 mm
D=16.98 mm o 0.01698 m
Para poder sacar el área transversal de los cilindros utilizamos la ecuación (1), así obtuvimos los siguientes resultados:
Para el primer cilindro que es el flexible completamente solido obtuvimos: A=0.00012154319 m
Para nuestra segunda muestra de polietileno de inyección obtuvimos: A=0.00012787664 m
Para la tercera muestra de PLA obtuvimos: A=0.00022538068 m
Para el cuarto cilindro flexible traslucido obtuvimos: A=0.00021746858 m
Ya para nuestro ultimo cilindro que estaba compuesto de PET obtuvimos: A=0.00022644631 m
ANALISIS
1. Etiquete las siguientes áreas de su gráfico: Elástico, punto de fluencia, deformación/ plástica, deformación
geométrica.
Grafica 1. Fuerza vs posición del cilindro flexible completamente sólido.
2. Use un ajuste de curva para medir el módulo de Young para su muestra y compárelo con los valores esperados.
La incertidumbre dada por b en la ecuación de la pendiente

tiene un valor de 1.4x10^(-4). Teniendo en cuenta que este
material es flexible y realizando una comparación con el
módulo de Young de la probeta flexible del laboratorio 1.
Analizamos que no son iguales, ya que la probeta flexible
posee un módulo de Young de 2.12 MPA y en este cilindro
presenta un módulo de Young de 0.0459 MPA por lo que
es inferior a el primer módulo. Esto quiere decir que es
necesario aplicar una mayor tensión sobre el cilindro para
que llegue a sufrir la misma deformación que la probeta.
Grafica 6. Módulo de Young cilindro flexible completamente sólido.
3. Mida el límite elástico de su muestra y compárelo con los valores esperados

El limite elástico de esta primera
muestra es igual a -6.18x10^(-3) m.
comparándolo con los valores esperados
que son de 7.68x10^(-3) m en la probeta
flexible del laboratorio 1. Podemos
concluir que el cilindro flexible solido
posee un limite elástico menor que la
probeta ya mencionada, no esperábamos
estos resultados, ya que debería ser
superior el limite elástico del cilindro,
por lo que posee una alta resistencia a
diferencia de la probeta la cual se puede
romper con facilidad.
Grafica 11. Limite elástico del cilindro flexible sólido.
4. Para estudio adicional: realice una prueba de compresión en algún otro material. ¡la tiza de acera funciona muy
bien!
Respuesta: si realizáramos este experimento, lo que obtendríamos es que la tiza se destrozaría rápidamente al
momento de realizar una compresión, debido a que la tiza es una roca muy blanda que está conformada de
cerámica la cual suele ser frágil y de baja resistencia. La resistencia a la compresión tendrá una tendencia
decreciente y además poseerá un límite elástico menor.
5. Realice un análisis y discusiones de los resultados.
WEBGRAFIA:
https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-materiales/ensayo-de-compresion/
https://www.instron.com/es-ar/resources/test-types/compression-test

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EXPERIENCIA: ENSAYOS DE COMPRESIÓN

KAROL MARCELA CUADRADO RODRIGUEZ (2021216056)

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Reconocer la zona plástica, elástica, punto de fluencia o deformación geométrica.

Resistencia a la compresión final

Para esta experiencia usamos las siguientes formulas:

Cilindro flexible completamente solido obtuvimos los siguientes datos:

Grafica 1. Fuerza vs posición del cilindro flexible completamente sólido.

La incertidumbre dada por b en la ecuación de la pendiente

Grafica 6. Módulo de Young cilindro flexible completamente sólido.

3. Mida el límite elástico de su muestra y compárelo con los valores esperados

5. Realice un análisis y discusiones de los resultados.

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