7/25/2019 Ensayo de Flexin Para Madera
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ENSAYO DE FLEXIN PARA MADERA
1) NORMA:
ASTM NTP 251.017
2) OBJETIVOS:
Comprender el comportamiento de la madera a las cargas que producen flei!n.
Conocer " distinguir las diferentes etapas o comportamientos de la madera en
flei!n.
Conocer los factores " condiciones que determinan una ma"or capacidad o menor
capacidad de resistenca a flei!n.
Adquirir los conocimientos de la resistencia de la madera para e#ercer una $uenaelecci!n del mismo del tipo de madera " las dimesiones de acuerdo al uso " a los
esfuer%os a los que estar& sometido en cualquier tipo de estructura o edificaci!n.
3) MARCO TERICO:
'a madera se emplea (a$itualmente como un material de ingenier)a en la construcci!n " enla industria del mue$le. Con su amplia gama de propiedades f)sicas " mec&nicas* puede
elegirse madera de diferentes especies de &r$oles para adaptarse a los requerimientosespec)ficos de una aplicaci!n. Adem&s* la madera es f&cil de ser tra$a#ada " tiene un largo
tiempo de +ida ,til. 'a resistencia de la madera est& influenciada por factores como lostipos de carga* direcci!n " duraci!n de la carga* temperatura " (umedad. -entro de laspropiedades mec&nicas que son de ma"or inters en el comportamiento estructural de la
madera se encuentran la resistencia a compresi!n* la resistencia al corte " la resistencia a la
flei!n. /stas propiedades se e+al,an mediante ensa"os de la$oratorio con los equipos*materiales " condiciones adecuados de acuerdo a las normas internaciones para estos fines.
/n el presente tra$a#o se reali%ar& una prue$a para determinar la capacidad de resistencia a
flei!n de la madera* su l)mite de deformaci!n " m!dulo de rotura.
FLEXIN
/n ingenier)a se denomina flei!n al tipo de deformaci!n que presenta un elementoestructural alargado en una direcci!n perpendicular a su e#e longitudinal.
/l trmino alargado se aplica cuando una dimensi!n es dominante frente a las otras. n
caso t)pico son las +igas* las que est&n diseadas para tra$a#ar* principalmente* por flei!n.
3gualmente* el concepto de flei!n se etiende a elementos estructurales superficiales como
placas o l&minas.
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'a flei!n es la deformaci!n que se presenta un elemento estructural alargado cuando est&
sometida a una o +arias cargas entre dos apo"os fi#os* puede ser un punto o un todo el
elemento estructural. 'a carga se aplica como una fuer%a puntual en el punto medio de la
distancia entre los puntos de apo"o.
Asimismo* estas condiciones de aplicaci!n de carga producen en el elemento una
deformaci!n el&stica temporal durante la aplicaci!n de la carga. 'a distancia entre su
posici!n (ori%ontal inicial " la posici!n final es llamada flec(a.
DEFORMACIN POR FLEXIN/l comportamiento de cualquier $arra deforma$le sometida a un momento de flei!n es al
que el material en la posici!n inferior de la $arra se alarga 4tracci!n " el material en laporci!n superior se comprime 4compresi!n. /n consecuencia* entre esas dos regiones
eiste una superficie neutra6 en la que las fi$ras longitudinales del material no
eperimentan un cam$io de longitud. Adem&s* todas las secciones trans+ersales
permanecen planas " perpendiculares al e#e.
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ESQUEMA DE CARGAS/n las prue$as de flei!n se emplean dos esquemas de carga entre apo"os fi#os la siguiente
figura muestra dos e#emplos de flei!n " los resultados de la distri$uci!n de fuer%as.
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4ig. 1a 'a carga se aplica como una fuer%a concentrada en el medio de la distancia entre
los puntos de apo"o.
4ig. 1a 'a carga se aplica en dos puntos que se encuentran a una misma distancia de los
puntos de apo"o 8.
CURVA CARGA DEFORMACIN DE LA MADERA
Al reali%ar el ensa"o de flei!n de la madera la +ariaci!n entre carga " deformaci!n tendr&
el siguiente digrama. /n el se puede aprecia un punto de 'imite proporcional 4'.P " un
punto de Maima Carga 4Pma.
ESFUERZO AL LMITE DE PROPORCIONALIDAD ELP)
/l ma"or esfuer%o en el que el ste es directamente proporcional a la deformaci!n. /s el
ma"or esfuer%o en el cual la cur+a en un diagrama esfuer%o9deformaci!n es una l)nea recta.
Por otra parte el l)mite de proporcionalidad es la medida de la m&ima capacidad resistente
que tiene la pro$eta para soportar una carga en forma gradual durante un per)odo corto de
tiempo.
MODULO DE ROTURA MOR)
'a m&ima capacidad resistente que presenta en este caso la madera* para soportar una
carga en forma gradual durante un lapso de tiempo. Por otro lado es un criterio de
resistencia aceptado mundialmente* aun cuando no corresponde a una tensi!n real* de$ido a
que la f!rmula con la cual se determina solamente es +&lida en la %ona el&stica.
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MODULO DE ELASTICIDAD MOE)
Medida de la resistencia a la deformaci!n aial del material cuando se la somete a una
carga de direcci!n paralela a las fi$ras de la madera. Se determina como la pendiente de la
%ona lineal del gr&fico carga9deformaci!n por de$a#o del l)mite de proporcionalidad. /n el
caso del ensa"o de flei!n* se relaciona con la deflei!n de$ido al ci%alle o esfuer%o de
corte.
-onde:
!) MATERIALES Y EQUIPOS:
Para el ensa"o de flei!n de la madera se utili%! lo siguiente:
1. M&quina uni+ersal de ensa"os mec&nicos: Marca 3nstron 4Modelo ;;
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2. PC con soft>are ?lue(ill para el registraro de los datos del ensa"o " control
el ensa"o.
;. @ernier digital Con precisi!n a 0*01 mm. para tomar las dimensiones
iniciales " finales de la muestra a ensa"ar.
. Pro$eta de madera tornillo
") PROCEDIMIENTO:
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i. /l material utili%ado en el la$oratorio es una madera tornillo con
dimensiones especificadas seg,n la norma. 'a muestra de$e ser prism&tica "
sus medidas son de 557B cm 4A 70 cm de lu%.
ii. Se +erifica que la maquina uni+ersal este correcto* se a#usta mu" $ien la $asecolocada con los apo"os m!+iles en los etremos.
iii. Se coloca la madera de forma correcta*tal que los etremos de la madera de$en estar en contacto con los apo"os
m!+iles.
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i+. Colocar el pist!n de carga radial 4carga distri$uida al centro de la madera
para reali%ar una perfecta deflei!n.
+. na +e% colocado todo perfectamente* se introducen las dimensiones de la
madera en la computadora.
+i. Se inicia el ensa"o " se aplica una carga a la madera. Mientras transcurre el
tiempo la carga +a (aciendo efecto " deformando la madera de formasimtrica.
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+ii. na +e% alcan%ado su deformaci!n m&ima se detiene la maquina uni+ersal.
Todos los datos o$tenidos en la computadora mediante un soft>are son
utili%ados para reali%ar los siguientes c&lculos.
#) C$LCULOS:
/l siguiente grafico es generado a partir de los datos del arc(i+o /cel que se o$tu+ierondel programa ?lue(ill en el ensa"o.
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0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000
0.0000
200.0000
400.0000
600.0000
800.0000
DIAGRAMA CARGA VS DEFLEXION
defexion en cm
Carga en Kg
Extension por flexion vs Carga de flexin
-el gr&fico se puede identificar los siguientes datos:
Deflexin allmite proporcional=2.979161 cm
Carga al lmite proporcional=757.5778 kgf
Asimismo de los datos se pudo determinar la m&ima carga aplicada en el ensa"o
Carga Mxima=727.3929 kgf
-e acuerdo a los datos proporcionados en la$oratorio se o$tienen los siguientes +alores:
variable descripcion valor unidad
P CARGA MAX 727.32 !"#
P CARGA $%M 757.5778 !"#
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L &%'(A)C%A A*+,+' 70 C-
a A)C+ 5 c-
e /'*/'+R 5 c-
!&//$X% 2.7161 c-
C%&'(& *+& E,-(+./ &00+ ..'04%& ELP):
ELP( kgfcm2 )=3P
'L
2ae2
ELP( kgfcm2 )=3757.577870
2552
ELP( kgfcm2 )=636.3654
C5&'(& *+& 6*(& *+ .(.% MOR)
MOR(kgfcm2 )=3PL
2ae2
MOR(kgfcm2 )=3727.392970
2552
MOR( kgfcm2 )=611.0100
C5&'(& *+& 6*(& *+ +&%,0'0*%* MOE)
MOE( kgcm2 )= P
'L
3
4ae3Y
MOE( kgcm2 )= 757.577870
3
45532.979161
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M!dulo de elasticidad4MG/E 34888,90 =gFCm2
) PROBLEMAS PROPUESTOS:
%. (eniendo en cuena los daos aneriores co-plee lo si"uiene
a. Co-parando las propiedades -ecnicas de la -adera ornillo los
resulados de ese ensao esn por debao o por enci-a del ornillo
por u9: "# $%n&o'
P.)8+2%N9
C%.% %&&;0+
..'04%&
D0,%4'0%+4.+
,.+,
A4'?'@2)
M6*(& *++&%,0'0*%*>?'@2)
>-) ') ') ') >-)
1 757.577< 70.00 5.00 5.00 727.32
B;B.;B5 B11.01 ;
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P'x100
P =
757.5778
727.3929x 100=104
'e";n el analisis reali=ado la car"a l?-ie de proporcionalidad
co-prende -s del 100 de la car"a [email protected]. ' e";n el -Jdulo de elasicidad obenido a u9 "rupo de -adera
corresponde la -uesra ensaada. Ker /0.10 Madera del R)/. As?
-is-o indiue si es necesario reali=ar oro ensao para deer-inar el
-Jdulo de elasicidad. Busiue su respuesa. "# $%n&o'
/l -odulo de elasicidad de la -uesra obenida en el laboraorio es de
;