Constantes de los materiales

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Material Constants

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11:23 min
April 30, 2023

Overview

Fuente: Roberto León, Departamento de Ingeniería Civil y ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

En contraste con la producción de coches o tostadoras, donde se realizan millones de copias idénticas y pruebas del prototipo extensa son posible, cada estructura de ingeniería civil es único y muy caro para la reproducción (Fig. 1). Por lo tanto, ingenieros civiles deben confiar ampliamente en modelado analítico para diseñar sus estructuras. Estos modelos son abstracciones simplificadas de la realidad y se utilizan para comprobar que no se violan los criterios de rendimiento, particularmente los relacionados con la resistencia y rigidez. Para cumplir con esta tarea, los ingenieros requieren dos componentes: (a) un conjunto de teorías que explicar cómo las estructuras responden a las cargas, es decir, cómo se relacionan las fuerzas y deformaciones y (b) una serie de constantes que diferencian dentro de estas teorías como materiales (acero y hormigón) difieren en su respuesta.

Figure 1
Figura 1: Centro de transporte de centro mundial de Comercio (NYC).

Diseño de ingeniería más hoy en día utiliza principios elástico lineales para calcular las fuerzas y deformaciones en estructuras. En la teoría de la elasticidad, varias constantes materiales son necesarios para describir la relación entre el estrés y la tensión. Estrés se define como la fuerza por unidad de área, mientras que la cepa se define como el cambio de dimensión cuando se somete a una fuerza dividida por la magnitud original de esa dimensión. Los dos más comunes de estas constantes son el módulo de elasticidad (E), que el estrés se relaciona con la tensión y relación de Poisson (ν), que es el cociente del lateral a la tensión longitudinal. Este experimento introduce el equipo típico usado en un laboratorio de materiales de construcción para medir la fuerza (o tensión) y deformación (o tensión) y usarlos para medir E y ν de una barra de aluminio típico.

Principles

Procedure

Módulo de elasticidad y de Poisson Se asume aquí que los estudiantes han sido capacitados en el uso y precauciones de seguridad necesarias para operar la máquina de prueba universal. Obtener un aluminio rectangular de la barra (12 pulg x 1 pulg x 1/4 en.); un aluminio 6061 T6xxx o más fuerte se recomienda. Debe perforarse un orificio de 1 pulgada del extremo de una viga para servir como un punto de carga. Marcar una ubicación en la viga de 8…

Results

Los datos deben importar o transcrito en una hoja de cálculo para fácil manipulación y graficar. Los datos recogidos se muestran en la tabla 1. Como el calibrador de tensión de roseta no está alineado con los ejes principales de la viga, las cepas de roseta deban introducir en las ecuaciones para ε1,2 (ecuación 9) y ε (EC. 10) para calcular las tensiones principales, dando por resultado los datos mostrados en la tabla 2. La tabla muestra…

Applications and Summary

En este experimento se midieron dos constantes materiales fundamentales: el módulo de elasticidad (E) y cociente de Poisson (v). Este experimento demuestra cómo medir estas constantes en un entorno de laboratorio usando un medidor de tensión de la roseta. Los valores obtenidos experimentalmente coincidir bien con los valores publicados de 10.000 ksi y 0.3, respectivamente. Estos valores son clave en la aplicación de la teoría de la elasticidad para diseño de ingeniería, y esta técnica experimental descri…

Transcript

Módulo de elasticidad y de Poisson Se asume aquí que los estudiantes han sido capacitados en el uso y precauciones de seguridad necesarias para operar la máquina de prueba universal. Obtener un aluminio rectangular de la barra (12 pulg x 1 pulg x 1/4 en.); un aluminio 6061 T6xxx o más fuerte se recomienda. Debe perforarse un orificio de 1 pulgada del extremo de una viga para servir como un punto de carga. Marcar una ubicación en la viga de 8…