P5 ensayo de flexión estática

1. Ciencias de los Materiales
Práctica 5. "Ensayo flexión estática"
Realizado por: David Alcañiz Muro.
INTRODUCCIÓN:
Este ensayo consiste en aplicar una carga a una probeta cilíndrica alargada, sujeta por 3 o 4
puntos (incluido el de aplicación de carga) y determinar la deformación que se produce ó
FLECHA (f) del eje de la probeta, que se produce en el centro. Se mide con flexímetros que son
capaces de apreciar hasta 0.001 mm. siendo a1 el desplazamiento del apoyo 1, b1 el del apoyo
2 y c el del centro de la probeta.
A continuación, podemos observar en la imagen, el esquema del sistema de flexión por tres
puntos para medir el comportamiento "esfuerzo-deformación" y módulo de rotura.

2. Aparece un período elástico y otro plástico. Se emplea para determinar el Módulo de
Elasticidad con diferentes cargas con mayor precisión.
En este ensayo vamos a tener dos parámetros importantes:
El módulo de elasticidad (Módulo de Young), que es una medida de la rigidez de un material.
Resistencia a la flexión (módulo de rotura), que es el esfuerzo necesario para romper la
probeta.
MATERIAL NECESARIO:
Dos probetas, una de madera y la otra de metal.
La máquina de ensayos universal, con un reloj comparador el cual comparará las dimensiones
iniciales y finales de las probetas.

3. PROCEDIMIENTO:
Probeta de madera:
En primer lugar, colocamos la probeta cilíndrica de madera en la máquina para realizar el
ensayo.
Los apoyos de los laterales de la probeta de madrera estarán situados a 25 mm. de cada
extremo, dejando una longitud L restante en el centro de la barra de madera.
La fuerza va a ser aplicada justo en el centro.
Por otro lado, hemos tenido que colocar el reloj comparador, el cual tiene 200 divisiones y dos
abujas, una grande y otra pequeña, que nos ayudarán a obtener la flecha.
(5 giros completos de la aguja grande equivale a 1 mm. de la pequeña).
El objetivo va a ser obtener la carga F, y la flecha obtenida.
Datos:
L = 20 x Diam. ( por norma).
L´ = Lprobeta =50 + L
Diam. medio = 20 mm.
L = 400 mm.
Solución:
Tras realizar el ensayo, vemos que la aguja grande nos marca 130 divisiones = 0.13 mm.
Y vemos que la pequeña marca 1.9 = 19 mm.
Por lo tanto la flecha va a ser: f = 19.13 mm.
F = 500 Kp.
I =
π · Diam4
64
=
π · 204
64
= 7853.981 mm2
E =
F · L3
48 · I · f
=
500 ∗ 4003
48 ∗ 7853.981 ∗ 19.13
= 4437.148 Kp/mm^2

4. Probeta de metal:
A continuación, vamos a realizar el mísmo ensayo, pero con una probeta de metal.
Los apoyos de los laterales de la probeta de metal estarán situados a 70 mm. de cada extremo,
dejando una longitud L restante en el centro de la barra de madera.
Aplicaremos la fuerza mediante la máquina de ensayo, justo en el centro de la barra de metal.
Colocamos también el reloj comparador, para poder medir la flecha.
El objetivo va a ser obtener la carga F, y la flecha obtenida.
Datos:
L´ = 380 mm.
Diam. = 12 mm
L0 = 20*12=240 mm.
380 - 240 = 140 (De ahí sabemos que hay que dejar una separación de 70 mm entre apoyos)
Solución:
Tras realizar el ensayo, vemos que la aguja grande = 0 mm. (0 divisiones)
Y vemos que la pequeña = 22 mm.
Por lo tanto la flecha va a ser: f = 22 mm.
F = 1200 Kp.
I =
π · Diam4
64
=
π · 124
64
= 1017.87mm2
E =
F · L3
48 · I · f
=
1200 ∗ 3803
48 ∗ 1017.87 ∗ 22
= 61259.83 Kp/mm^2