Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Un informe de laboratorio realizado por estudiantes de la universidad de las fuerzas armadas espe en el departamento de ciencias de la energía y mecánica, en la materia de ciencia de materiales aplicada. El informe detalla el ensayo de tracción en polímeros, objetivos, procedimiento, materiales y equipos utilizados, análisis de resultados y conclusiones. Además, se incluyen gráficas y tablas para ilustrar los resultados obtenidos.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
1 / 16
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Integrantes:
que la muestra puede romperse apenas se inicie el ensayo. Para el análisis del comportamiento de un material, se hace uso de una gráfica de esfuerzo (medido en Pa o en psi) vs deformación unitaria (adimensional o también medida en pulg/pulg o en cm/cm), de ésta manera, es posible determinar el comportamiento de un material independientemente de cuál sea su área transversal, puesto que si se analiza el comportamiento mediante fuerza vs deformación, la curva será diferente según el área transversal del material. Cada tipo de material tiene una curva de esfuerzo vs deformación unitaria característica, por ejemplo, los metales tienen zona elástica y zona plástica, los materiales elásticos tienen otra, comúnmente una zona elástica muy amplia. Un factor importante en la curva es la temperatura, dado que un material no se comportará igual a temperatura ambiente que a -100°C, por lo que se debe tener en cuenta la temperatura a la cual éste se encuentra. (Askeland, 2017)
La propiedad de los materiales de recuperar su forma primitiva al descargarlos se llama elasticidad; el módulo elástico es la constante de los materiales que la mide, se encuentra en unidades de esfuerzo; sus valores suelen ser altos para materiales rígidos, y más bajos para materiales elásticos. (Timoshenko, 1957)
El esfuerzo (o también llamada fatiga) es la cantidad de fuerza aplicada sobre un área, y ésta es medida en Pascales (Pa) en sistema internacional, y en psi (libras por pulgada cuadrada) en el sistema inglés. (Timoshenko, 1957)
La deformación unitaria es un valor abstracto que mide la relación entre el alargamiento y la longitud inicial, éste se mide en unidades adimensionales, aunque a veces se denota en mm/mm. (Timoshenko, 1957)
Es la relación lineal que existe entre la deformación unitaria y el módulo elástico de un material para determinar el esfuerzo, la ecuación viene dada por la expresión: σ = 𝐸 · ϵ En donde: ● σ: Esfuerzo ● E: Módulo elástico ● ε: Deformación unitaria (Gere, 2009)
El diagrama esfuerzo vs deformación unitaria es un diagrama que nos proporciona el esfuerzo frente a la deformación unitaria independientemente de la geometría del material sometido a una carga; este diagrama que es independiente de la geometría, suele obtenerse mediante diagramas que sí dependen de la geometría, dado que en la práctica se usan piezas con ciertas áreas transversales y por tanto, la fuerza requerida para llegar a la rotura del material también varía. (Gere, 2009)
Figura 2. Probeta del PLA maquinado bajo la norma ASTM D
Para la obtención de los datos como el módulo de elasticidad y el límite de fluencia, se usó regresión lineal en Excel, donde se obtuvo una pendiente de 97% de confianza promedio (ajuste muy preciso) para ambos casos de los materiales ensayados. Dentro de las subsecciones de cada material, se encontrarán las tablas de resumen de regresión lineal correspondientes a los mismos, dado que el valor del 𝑅 ajustado es muy 2 cercano a 1, el ajuste estadístico de la recta de regresión es muy bueno para ambos materiales.
El área transversal del acrílico empleado era de 41.208 𝑚𝑚 ; la fuerza máxima en tracción 2 que resistió fue de 404.42 kgf (3967.36 N); el módulo elástico obtenido mediante regresión lineal es de 1665 MPa (98.4% de confianza); el esfuerzo de fluencia es aproximadamente 95 MPa (recta al 0.2%). Tabla 1. Resultados de regresión lineal del acrílico En el caso del acrílico, apenas y hubo desplazamiento, lo que claramente denota que es un material rígido. El esfuerzo de fluencia del material fue aproximadamente el mismo que
Tabla 2. Resultados de regresión lineal del PLA En el caso del PLA, se puede observar que el esfuerzo que aguanta es relativamente bajo en comparación al plástico rígido, pero con la diferencia que este presenta una zona de deformación plástica. En la curva Esfuerzo VS Deformación Unitaria, se puede observar que el esfuerzo último es más alto que el esfuerzo de fluencia, y este es aproximadamente de 22 MPa. Figura 6. Gráfica Esfuerzo [MPa] VS Deformación Unitaria del PLA
● La probeta de acrílico demostró resistencia y rigidez, gracias a su estructura compacta. Esto se demostró en la práctica donde este material aguanta cierta carga antes de llegar a su punto de rotura dándonos a entender que tuvo una mínima deformación. ● Las regiones elásticas en las gráficas obtenidas no presentan una pendiente perfectamente o aproximadamente lineal, lo cual puede deberse a que las mordazas no sujetaron fijamente las probetas y éstas se deslizaron ligeramente fuera de posición, por lo que es posible que esta sea la justificación de los resultados obtenidos. ● Se comprende como la estructura química y demás propiedades de un polímero afectan directamente en el comportamiento del mismo frente a tracción, influyendo directamente en su porcentaje de deformación y resistencia a la tracción.
● Emplear polímeros como el caucho o el TPU para verificar las diferentes curvas que se pueden obtener en el caso de diferentes materiales como lo son los viscoelásticos o los elastómeros. ● Considerar factores como lo es las dimensiones de polímeros que pueden ser muy delgados y a consecuencia de ello, no puedan ser sujetados firmemente por las mordazas. ● Se recomienda tomar correctamente las medidas de las probetas y tener una cámara de video que documente todo el proceso del ensayo una vez iniciado en la máquina para poder establecer la longitud final entre marcas antes de que esta se rompa, de igual manera para poder determinar la última aplicación de fuerza respecto al desplazamiento.
Figura 8. Punto de ruptura del PLA
Figura 9. Probetas de polímeros para ensayo de tracción
Tabla 3. Ejemplo del manejo de los datos previo a la obtención de curvas y regresión
