OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL: Analizar e identificar el comportamiento de vigas de aluminio de diferentes secciones transversales simplemente apoyadas y sometidas a flexión.
OBJETIVOS ESPECIFICOS: Determinar las propiedades físicas y mecánicas de las vigas de aluminio sometidas a esfuerzos de flexión Determinar la rigidez a flexión de las probetas de aluminio Hallar las deflexiones presentadas para cada una de las condiciones de carga a la cual fueron sometidas las probetas de aluminio Determinar el radio de curvatura que se presenta en cada una de las deflexiones y establecer el radio de curvatura de falla de las probetas Introducción Se pretende poner en práctica los conocimientos adquiridos en el área de resistencia de materiales, implementando el modelo pedagógico integrado en ingeniería civil. Por medio del presente proyecto, el cual tiene como finalidad entrar en contacto con el medio profesional, incentivando la investigación fuera del entorno universitario. Basando el desarrollo del proyecto en los estudios y ensayos realizados en laboratorios familiarizados con la ingeniera civil. El ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades de los materiales frágiles en tensión. Se pueden observar un módulo de elasticidad y una resistencia a la flexión. A lo largo del desarrollo se pretende dar explicación breve de lo que es la flexión de una viga sometida a cargas, siendo esto la deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular ya que el trabajo de la ingeniería civil es brindar el servicio y aplicar los conocimientos para diseñar y contribuir a la construcción de edificios, casas, carreteras, puentes, etc. El aluminio es un material estructural usado con mucha frecuencia en la industria debido a su poco peso y características resistentes a la corrosión. Definiciones.
MARCO TEORICO Aluminio Es un elemento químico metálico, puro, blando, de fácil corte y tiene poca resistencia mecánica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades útiles. Las aleaciones de aluminio son ligeras, fuertes, y de fácil formación para muchos procesos de metalistería; son fáciles de ensamblar, fundir o maquinar y aceptan gran variedad de acabados. Por sus propiedades físicas, químicas y metalúrgicas, el aluminio se ha convertido en el metal no ferroso de mayor uso. Flexión: Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente. el concepto de flexión se extiendeaelementosestructuralessuperficialescomoplacasoláminas.Elrasgomásdes tacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antesdeladeformación.Elesfuerzoqueprovocalaflexiónsedenominamomentoflector. Resistencia a la flexión: La fórmula de la tensión será, como ya sabemos la relación del esfuerzo con la sección donde actúa. Aluminio: Es un elemento químico metálico, puro, blando, de fácil corte y tiene poca resistencia mecánica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades útiles. Las aleaciones de aluminio son ligeras, fuertes, y de fácil formación para muchos procesos de metalistería; son fáciles de ensamblar, fundir o maquinar y aceptan gran variedad de acabados. Por sus propiedades físicas, químicas y metalúrgicas, el aluminio se ha convertido en el metal no ferroso de mayor uso. Falla por Flexión. La falla puede ocurrir en las vigas debido a una de varias causas. Aunque estos modos de falla se exponen primariamente con referencia a las vigas de material dúctil, en sus aspectos generales son aplicables a cualquier material. La viga puede fallar por cadencia de las fibras extremas. Cuando el punto de cadencia es alcanzado en las fibras extremas, la deflexión de la viga Aumenta más rápidamente con respecto a un incremento de carga; y si la viga tiene sección gruesa y fuerte o está firmemente empotrada de tal modo que no pueda torcerse o flambearse, la falla se verifica con un pandeo gradual que finalmente se torna tan
grande que la utilidad de la viga como miembro sustentante queda destruida. En una viga de largo claro, las fibras en compresión actúan de manera similar a aquellas en compresión de una columna, y la falla puede tener lugar por flambeo. El flambeo, el cual generalmente ocurre en dirección lateral, puede deberse ya sea a la causa primaria o secundaria de la falla. La falla de los miembros de alma delgada, como una vigueta, puede ocurrir debido a los esfuerzos cortantes excesivos en el alma o por el flambeo del alma bajo los esfuerzos compresivos diagonales que siempre acompañan a los esfuerzos cortantes. En aquellas partes de vigas adyacentes a los lados de apoyo que transmiten las cargas concentradas o las reacciones a las vigas, pueden establecerse esfuerzos compresivos altos, y en las vigas o canales el esfuerzo local en aquella parte del alma más cercana a un dado de apoyo puede tomarse excesivo. Si este esfuerzo local excede la resistencia contra Flexión pura de barras prismáticas: Una barra prismática sometida a la acción de pares iguales y opuestos en sus extremos, se dice que está solicitada a flexión pura. La parte central de la barra está sometida a una solicitación de este tipo. La magnitud del par que produce la flexión se llama momento flector. Considerando la sección centrada y quedándose con la parte izquierda de la barra, se deduce que para el equilibrio es necesario que las fuerzas internas distribuidas en la sección centrada y que representan las acciones en dicha sección de le parte de la barra situada a su derecha, sean estáticamente equivalentes a un momento igual y opuesto al momento flector. Diagramas de fuerza cortante y de momento: Para diseñar correctamente una viga es necesario determinar la fuerza cortante y el momento máximos en la viga. Una forma de hacerlo es expresar en función de su posición arbitraria sobre el eje de la viga. Después, estas funciones de fuerza cortante y de momento pueden representarse mediante gráficas llamadas diagramas de fuerza cortante y de momento. Los valores máximos pueden obtenerse a partir de estas gráficas. Además, como los diagramas de fuerza cortante y de momento proporcionan información detallada sobre la variación de la fuerza cortante y del momento en el eje de la viga, son utilizados con frecuencia por los ingenieros para decidir dónde colocar los materiales de refuerzo dentro de la viga o para determinar la proporción del tamaño de la viga en varios puntos de toda su longitud. Es necesario elegir el origen y el sentido positivo de. Aunque la elección es arbitraria, a menudo el origen se encuentra en el extremo izquierdo de la viga y la dirección positiva hacia la derecha.
CARGAS Y CONDICIONES EN LOS APOYOS DE UNA VIGA: Diagramas de cortante y momento: Debido a las cargas aplicadas (P), la barra desarrolla una
fuerza cortante (V) y un momento flexionarte (M) internos que, en general, varían de punto a punto a lo largo del eje se la barra. Se determina la fuerza cortante máxima y el momento flexionante máximo expresando V y M como funciones de la posición L a lo largo del eje de la barra. Esas funciones se trazan y representan por medio de diagramas llamados diagramas de cortante y momento. Los valores máximos de V y M pueden obtenerse de esas gráficas. Deformación por flexión: El comportamiento de cualquier barra deformable sometida a un momento flexionante es al que el material en la posición inferior de la barra se alarga y el material en la porción superior se comprime. En consecuencia, entre esas dos regiones existe una superficie neutra, en la que las fibras longitudinales del material no experimentan un cambio de longitud. Además, todas las secciones transversales permanecen planas y perpendiculares al eje longitudinal durante la deformación.
RESULTADOS
Conclusión Al realizar el ensayo a flexión nos podemos dar cuenta que el ensayo a flexión nos puede servir como un gran medio para evaluar el comportamiento de cargas a
compresión, particularmente para determinar los límites de estabilidad estructural, elasticidad y deformación. En materiales tenaces no se puede determinar nada más que el límite de flexión por poderse doblar en 180° sin rotura, adquiriendo forma de “U”. En los materiales agrios se puede llegar a la rotura y con ello calcular la resistencia a la flexión como en este caso es el aluminio. Se verifico la relación entre carga aplicada y de flexión y se obtuvo la medición experimental del módulo elástico de los materiales ensayados. BIBLIOGRAFIA -Hibbeler R, Mecánica de Materiales. Tercera Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana SA. México D.F., 856 páginas. -Riley W, Mecánica de Materiales. Primera Edición. Limusa Wiley. Mexico D. F. 708 paginas -Mott R. Resistencia de Materiales Aplicada. Tercera Edición. Prectice-Hall Hispanoamericana SA. Mexico D.F., 640 páginas. -Norton R, Diseño de Máquinas. Primera Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana S.A México D.F., 1048 páginas. -BEER, Ferdinand. Mecánica de materiales. McGraw-Hill. Colombia. 2001 -GERE, James. Mecánica de materiales. México. 1998.
