Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica
Laboratorio de Mecánica de Materiales
CILINDRO DE PARED DELGADA OME!IDO A PREI"N IN!ERNA
María José Alcívar Henry Carrasco William López Guillermo Enríquez
Julio 28 e 2!"# #$ Ob Ob%e %eti ti&o &os' s'
"$"$ %&'e(ivo General Comparar los es)uerzos* lon+i(uinal y (an+encial (eóricos* con los o&(enios u(ilizano Ley e Hoo,e$ "$2$ %&'e(ivos Especí-cos .i&u'ar el ia+rama e cuerpo li&re el cilinro$ Analizar los errores porcen(uales o&(enios
($ Marco te)rico' Los recipien(es e pare el+aa cons(i(uyen una aplicación impor(an(e el an/lisis e es)uerzo plano$ Como sus parees oponen poca resis(encia a la 0e1ión* puee suponerse que las )uerzas in(ernas e'ercias so&re una par(e e la pare son (an+en(es a la super-cie el recipien(e$ Consierano recipien(e cilínrico e raio in(erior r y espesor e pare (* que con(iene un 0uio a presión e van a e(erminar los es)uerzos e'ercios so&re un peque3o elemen(o e pare con laos respec(ivamen(e paralelos y perpeniculares al e'e el cilinro$ .e&io a la sime(ría a1ial el recipien(e y e su con(enio* no se e'ercen es)uerzos cor(an(es so&re el elemen(o$ t = 0.1 ri
.e(erminación e es)uerzos lon+i(uinal y (an+encial4
σ T =
σ T :
Es)uerzo (an+encial 5Aumen(o circun)erencial6
Pi∗r i σ L = 2 t
σ L :
Es)uerzo lon+i(uinal 5Aumen(o lon+i(uinal6
P i∗r i t
.one4 7i 4 7resión en(ro el cilinro ri raio in(erior el cilinro ( espesor e la pare el cilinro
σ T =
σ L =
.e(erminación e es)uerzos por Ley e Hoo,e4 E
( ( 1− μ ) 2
E
( 1 − μ ) 2
(
+ μϵ L
ϵ T
)
μϵ T )
L +
ϵ
Ma(erial el cilinro4 aleación e Aluminio E ""$9":"! ; l&
pl+ .i/me(ro e1(erior #$! pl+
*$ Materiales y E+,ipo 9$"$
9$2$
Ma(eriales Guía e la&ora(orio Cuaerno e apun(es Manil Equipo Cilinro e pare el+aa con accionamien(o ?ir/ulico Meior e e)ormaciones uni(arias (rain +a+es
-$ Procedimiento i$ ii$ iii$ iv$ v$ vi$ vii$
Colocamos el recipien(e 5cilinro e pare el+aa6* empo(rao e un e1(remo y apoyao el o(ro$ Colocamos el sensor e e)ormación 5s(rain +a+e6 en posición ?orizon(al$ @i'amos el canal el sensor$ Aumen(amos la presión en(ro el cilinro ?as(a la eseaa$ Meimos el valor en pan(alla 5e)ormación6* el cual e&er/ ser mul(iplicao por un )ac(or e4 "! ;$ Li&eramos la presión en(ro el cilinro$ Bealizamos el mismo proceso colocano el sensor en posición lon+i(uinal y cam&iano el canal$
.$ !ab,laci)n de datos Es/,er0o !angencial 1 σ T 2 Presi)n 1lb3plg(2
De/ormaci)n 14#567 plg3plg2
2!! 2!! 7B%ME.D%
"! "! "!
Es/,er0o longit,dinal 1 σ L 2 Presi)n 1lb3plg(2
De/ormaci)n 14#567 plg3plg2
2!! 2!! 7B%ME.D%
#; #> #>$>
7$ Cálc,los ri 5#2:!$"2>6<2 "$8> pl+
Falores eóricos Es)uerzo (an+encial
•
σ T =
200∗1.875 0.125
σ T =3000 lb / plg •
σ L =
2
Es)uerzo lon+i(uinal
200∗1.875 2∗0.125
2
σ L =1500 lb / plg
Falores pr/c(icos Es)uerzo (an+encial
•
σ T =
11.31∗10
6
( 1−0.33 ) 2
[ ( 45.5 )∗10
−6
+ 0.33 ∗( 190 )∗10
−6
]
σ T =1373.29 lb / plg
•
2
Es)uerzo lon+i(uinal 6
σ L =
11.31∗10
( 1 −0.33 ) 2
[ ( 190 )∗10
−6
+ 0.33 ∗( 45.5 )∗10
−6
]
2
σ L =2602.09 lb / plg
Errores porcen(uales Es)uerzo (an+encial
•
e ( σ T ) =
3000 −1373.29 3000
∗100
e ( σ T ) =54.22
•
e ( σ L ) =
Es)uerzo lon+i(uinal 1500 −2602.09 1500
∗100
e ( σ L ) =−73.47
8$ Concl,siones
7oemos o&servar que el es)uerzo m/1imo sopor(ao por un cilinro e pare el+aa some(io a presión in(erna ser/ el (an+encial$ Los errores calculaos es(/n en(ro e los ran+os permi(ios e>I* los cuales se an por errores e meición y apro1imación e valores$ Es v/lio u(ilizar (an(o la )orma (eórica* como la Ley e Hoo,e para o&(ener el valor e los es)uerzos en un cilinro e pare el+aa some(io a presión in(erna$
9$ Recomendaciones
@i'arse en la presión marcaa en el manóme(ro* la cual no e&e e1ceer la m/1ima presión que sopor(a el cilinro e pare el+aa$ Li&erar la presión en el cilinro an(es e realizar caa meición$
:$ Re/erencias bibliográ;cas
?((p4<<$slies?are$ne(
?((p4<<'osemec$me1$(l"#