Ensayo De Cizallamiento

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES (MC327-B)

ENSAYO DE CIZALLAMIENTO Integrantes: La Madrid Villaverde Ricardo

20151178H

Castillo Quispe Bryan Raúl

20140183E

Espinoza Silva Angelo

20164115J

Cortegana Torres Martin

20142075E

Vilchez Figueroa Kevin

20140257I

Profesor: Ing. Paredes Jaramillo Santiago Sección: “B”

Lima-Perú

Ensayo de cizallamiento

INDICE INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................3 1. FUNDAMENTO TEÓRICO ..................................................................................................4 1.1

Cizallamiento ................................................................................................................4

1.2

Ensayo de Corte o Cizallamiento ............................................................................4

1.3

Resistencia y Deformación en el Cizallamiento ..................................................6

1.4

Probetas ........................................................................................................................6

2. EQUIPOS, INSTRUMENTOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES UTILIZADOS ...8 3. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO. ......................................................................................8 4. CÁLCULOS Y RESULTADOS ...........................................................................................9 4.1

Datos Obtenidos en Laboratorio.............................................................................9

4.2

Cálculos .........................................................................................................................9

BIBLIOGRAFIA.................................................................................................................................. 10

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Ensayo de cizallamiento

INTRODUCCIÓN

Se usó 1 probeta de acero SAE 1060 cuyas medidas son 42 mm de largo y un diámetro nominal 5 mm y que será sometida a un ensayo de cizallamiento o corte directo o primario con carga concentrada en la parte central entre apoyos que estará actuando sobre 2 secciones transversales simultáneamente (doble efecto) para poder estudiar su comportamiento elástico ante el esfuerzo cortante que se origina.

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1. FUNDAMENTO TEÓRICO 1.1 Cizallamiento El significado de cizalladura o cortadura, el cual corresponde al esfuerzo y la fuerza que la originan están contenidos en la misma sección sobre la que actúan, teniendo a cortar la pieza por deslizamiento de secciones contiguas. Los ingenieros necesitan poner a prueba los materiales y estructuras que producen para ver si son lo suficientemente seguras para las personas que lo utilizan. Un ensayo de cizallamiento estático se utiliza para determinar la cantidad de fuerza horizontal que un material puede soportar antes de romperse.

1.2 Ensayo de Corte o Cizallamiento

Se trata de determinar el comportamiento de un material sometido a un esfuerzo cortante, progresivamente creciente, hasta conseguir la rotura por deslizamiento a lo largo de la sección de cizallamiento. Se somete a este ensayo los materiales destinados a fabricar chavetas, remaches, tornillos, pernos, etc. que trabajan a esfuerzo constante. Un ensayo de cizallamiento se lleva a cabo por lo general en los materiales que están hechos de metal o materiales compuestos. Los materiales compuestos se componen de más de dos materiales y se pueden hacer de metal, plástico, madera o fibra de

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vidrio, para nombrar sólo algunos ejemplos. Esta prueba mide la fuerza interna de un material para ver cuánto puede soportar antes de que la fuerza rompa el material.

El proceso de corte sirve para láminas y placas, produciendo cortes sin que haya virutas, calor ni reacciones químicas. El proceso es limpio y rápido y exacto, pero está limitado al espesor que puede cortar la máquina y por la dureza y densidad del material. El cizallado es el término empleado cuando se trata de cortes en línea recta. El cizallado suele ser en frío en especial con material delgado de muchas clases tales como guillotinado de papeles de fibras, telas, cerámicas, plásticos, caucho, productos de madera y la mayoría de metales. El cizallado llamado también llamado guillotinado en ciertas actividades se hacen en frio en la mayoría de materiales. En general es para cortes rectos a lo ancho o a lo largo del material, perpendicular o en ángulo. La acción básica del corte incluye bajar la cuchilla hasta la mesa de la máquina, para producir la fractura o rotura controladas durante el corte

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1.3 Resistencia y Deformación en el Cizallamiento Si a la pieza de la Fig. N° 1 que está empotrada en el extremo M’ y libre por el M, se le aplica una fuerza T, que actúa lo más próximo posible a la sección de empotramiento ABCD, la parte M de la misma tiende a deslizar a lo largo de esta sección con relación a la parte M’ y las fuerzas interiores que se oponen a ese deslizamiento originan una tensión tangencial cuyo valor promedio es:

𝜏=

𝑇 𝐴0

1.4 Probetas No existen probetas normalizadas para este tipo de ensayo. El corte de la probeta puede realizarse en una sola sección (Fig. N° 2) o en 2 secciones a la vez (Fig. N° 3). La posición más práctica es ésta última, ya que en la 1ra simultáneamente con la fuerza de corte T actúan fuerzas de flexión producidas por la resultante R de las

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fuerzas de compresión y rozamiento que se desarrollan en el contacto entre las cuchillas y la probeta, produciendo roturas prematuras. Si T es la fuerza total de corte, el esfuerzo de rotura (𝜎𝑅 ) promedio por corte será: 𝜎𝑅 =

𝑇 𝑇 𝑜 𝜎𝑅 = 𝐴0 2𝐴0

Según se produzca el corte por una sección o por 2. T T

R

A0

A0

A0 R

T Fig. 2 - Cizallamiento Simple Efecto

T/2

T/2

Fig. 3 - Cizallamiento Doble Efecto

El esfuerzo de corte no puede ser obtenido como un esfuerzo puro o simple, pues va generalmente acompañado por un esfuerzo de flexión, cuyo valor variará según el procedimiento a seguir pues es indudable que si se considera una sola cuchilla su importancia decrecerá, aunque también en este caso tendrá una pequeña influencia en el valor obtenido, la dureza del filo y la penetración en cuña del mismo.

Para evitar esas complicaciones es que se desarrolla el ensayo sin embargo prácticamente se calcula el esfuerzo de corte como si se tratara de un esfuerzo simple, aplicando la fórmula de tensión ya conocida, debido a que éste predomina tomando valores de tal magnitud que permiten despreciar los efectos secundarios

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2. EQUIPOS, INSTRUMENTOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES UTILIZADOS 

Maquina Universal de ensayos marca ALFRED J. AMSLER Y CIA, capacidad: 5 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 ± 1 𝐾𝑔𝑓.



Calibrador digital MITUTOYO 500 – 197 – 20 DIGIMATIC ABSOLUTE 8’’ (200 mm).

Dimensiones

1.5 𝑐𝑚 ∗ 9 𝑐𝑚 ∗ 29 𝑐𝑚.

Error

instrumental

± 0.02 𝑚𝑚 (±0.0010 ′′). Batería SR44. 

Sierra.



Probetas de material de acero SAE 1060 de dimensiones 42 𝑚𝑚 𝑥 ∅ 5 𝑚𝑚

3. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO.

Se colocó la muestra en la máquina de tracción Amsler, se reguló y se aplicó una carga transversal creciente hasta el momento de falla (rotura por corte directo) del cual se obtuvo 3 muestras del material, con eso tenemos la carga de falla de doble efecto leída en el dinamómetro.

El área transversal de las secciones donde actúa la carga aplicada varía 1 décima de mm a lo largo década muestra obtenida luego del ensayo. Para efecto de cálculo se medió el diámetro en 4 diferentes puntos de una de las muestras y se tomó el promedio de estos para ser considerado.

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4. CÁLCULOS Y RESULTADOS

4.1 Datos Obtenidos en Laboratorio Dimensiones de las muestras obtenidas por corte: 42 𝑚𝑚 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 y el ∅ es 5mm. Fuerza de rotura por corte directo: 3100 𝑘𝑔𝑓.

4.2 Cálculos

Los cálculos respecto a los datos obtenidos son los siguientes: 𝜙𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 5 𝑚𝑚 𝐹𝑅𝑜𝑡𝑢𝑟𝑎 = 3100 𝑘𝑔𝑓 𝜋 𝜋 𝐴0 = ∗ 𝜙𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 2 = ∗ 52 = 19.63495𝑚𝑚2 4 4 ⟹ 𝜏𝑅𝑜𝑡𝑢𝑟𝑎 =

𝐹𝑅𝑜𝑡𝑢𝑟𝑎 3100 𝑘𝑔𝑓 𝑘𝑔𝑓 = = 157.8817 2 𝐴0 19.63495 𝑚𝑚 𝑚𝑚2

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BIBLIOGRAFIA 

http://www2.ula.ve/dsiaportal/dmdocuments/elementos/TORNILLOS.pdf



http://www.utp.edu.co/~lvanegas/disI/Cap8.pdf



https://prezi.com/ssqphrrnppks/ensayo-de-cizallamiento/

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