Practica #01

1. UNIVERSIDAD FERMIN TORO
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y MANTENIMIENTO MECANICO
MODALIDAD SAIA
CABUDARE – EDO. LARA
LABORATORIO DE MATERIALES
INFORME 01 UNIDAD FLEXION
DEISBIS RAUL GONZALEZ MIRANDA
C.I. V.-13.797.127
SECCION: LAM613-SAIAB
PROF. DANIEL DUQUE
CABUDARE, DICIEMBRE DE 2017

2. Introducción
La flexión mecánica se usa para determinar las propiedades de los materiales
frágiles en tensión, se puede observar un modulo de elasticidad y una resistencia
a la flexión; según el video mostrado, se basa en la aplicación de una fuerza al
centro de una barra ( como ocurre con la madera) y en una viga cambiando de su
posición para determinar la resistencia del material hacia una carga, estática o
aplicada lentamente.

3. Flexión:
En Ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un
elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a 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 diseñadas para trabajar,
principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a
elementos estructurales superficiales como placas o laminas. El rasgo mas
destacado 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 varia con respecto al valor antes de la deformación. El esfuerzo que
provoca la flexión se denomina momento flector.
Sea la viga de la figura ya mostrada, los diagramas son los que se muestran a
continuación:
Un trozo de viga se dice que trabaja a flexión pura cuando en cualquier sección de
ese trozo solo existe momento flector.
Un trozo de viga se dice que trabaja a flexión simple cuando en cualquier sección de ese
trozo existe momento flector y esfuerzo cortante. Un trozo de viga se dice que trabaja

4. a flexión compuesta cuando en cualquier sección de ese trozo existe momento flector,
esfuerzo cortante y esfuerzo normal.
Variedad de condiciones de carga y apoyo de una viga

5. Vigas estáticamente indeterminadas

6. Tipos de probetas:
Una probeta es el elemento que será sometido a un ensayo mecánico
para conocer las propiedades mecánicas de los materiales. La probeta puede ser
una pieza, un modelo a escala de una pieza o un trozo del material mecanizado.
Cabe remarcar que según el ensayo que se desea realizar se utilizan distintos
tipos de probetas. Estos son los siguientes:
 Probetas en ensayos a tracción: generalmente son de forma cilíndrica y
poseen extremos ensanchados para poder sujetarlos correctamente a las
mordazas de la máquina.
 Compresión: generalmente son de forma cilíndrica. El ensayo más común
de compresión es el que se le hace al hormigón y la probeta es la de la
imagen. En algunos materiales como la madera se ensayan probetas
prismáticas.

7. 
 Flexión: las probetas a utilizar funcionan como vigas simplemente
apoyadas. La distancia a los apoyos está normalizada en función a la altura
o el diámetro de la sección transversal.
 Corte: para ensayar metales por lo general se usan probetas cilíndricas
para metales y prismáticas para ensayos de maderas.
 Torsión. las probetas son cilíndricas huecas o macizas. En muchas
oportunidades se ensanchan los extremos para la correcta sujetación.
El ensayo de tracción es el modo de obtener información sobre el comportamiento
mecánico de los materiales, cuando están sometidos a un esfuerzo, todo proceso
del ensayo esta normalizado según las normas UNE.
Ensayo de flexión
Método para medir el comportamiento de los materiales sometidos a la carga de la
viga simple. Con algunos materiales, también se denomina ensayo de la viga
transversal. La probeta está soportada por dos cuchillas como viga simple y la
carga se aplica en su punto medio. El esfuerzo máximo de la fibra y la
deformación máxima se calculan en incrementos de carga. Los resultados se
trazan en un diagrama carga-deformación y el esfuerzo máximo de la fibra es la
resistencia a la flexión. Se presenta la resistencia de fluencia de la flexión en
aquellos materiales que no se rompen. Los procedimientos de ensayo estándares
se especifican en ASTM D-790 (plásticos) y ASTM C-674 (cerámica blanca
cocida). ASTM D-797 (elastómeros), ASTM A-438 (hierro fundido) y ASTM D-86
(vidrio)
Formula de la fatiga a Flexión: formula que representa la relación existente entre el
momento flector, la fatiga de flexión y las propiedades de la sección transversal de
un elemento estructural.
Curvas Esfuerzo-Flecha:
Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de
aplicación de la fuerza, La curva usual Esfuerzo - Deformación (llamada también
convencional, tecnológica, de ingeniería o nominal), expresa tanto el esfuerzo
como la deformación en términos de las dimensiones originales de la probeta,
un procedimiento muy útil cuando se está interesado en determinar los datos de
resistencia y ductilidad para propósito de diseño en ingeniería.

8. La curva Esfuerzo real - Deformación real (denominada frecuentemente, curva de
fluencia, ya que proporciona el esfuerzo necesario para que el metal fluya
plásticamente hacia cualquier deformación dada), muestra realmente lo que
sucede en el material. Por ejemplo en el caso de un material dúctil sometido a
tensión este se hace inestable y sufre estricción localizada durante la última fase
del ensayo y la carga requerida para la deformación disminuye debido a la
disminución del área transversal, además la tensión media basada en la sección
inicial disminuye también produciéndose como consecuencia un descenso de la
curva Esfuerzo - Deformación después del punto de carga máxima. Pero lo que
sucede en realidad es que el material continúa endureciéndose por deformación
hasta producirse la fractura, de modo que la tensión requerida debería aumentar
para producir mayor deformación. A este efecto se opone la disminución gradual
del área de la sección transversal de la probeta mientras se produce el
alargamiento. La estricción comienza al alcanzarse la carga máxima.
Zona elástica
La zona elástica es la parte donde al retirar la carga el material regresa a su forma
y tamaño inicial, en casi toda la zona se presenta una relación lineal entre la
tensión y la deformación y tiene aplicación la ley de Hooke. La pendiente en este
tramo es el módulo de Young del material. El punto donde la relación entre Ay B

9. deja de ser lineal se llama límite proporcional. El valor de la tensión en donde
termina la zona elástica, se llama límite elástico, y a menudo coincide con el límite
proporcional en el caso del acero.
Meseta de fluencia
Región en donde el material se comporta plásticamente; es decir, en la que
continúa deformándose bajo una tensión "constante" o, en la que fluctúa un poco
alrededor de un valor promedio llamado límite de cedencia o fluencia.
Endurecimiento por deformación
Zona en donde el material retoma tensión para seguir deformándose; va hasta el
punto de tensión máxima, llamado por algunos tensión ó resistencia última por ser
el último punto útil del gráfico.
Zona de tensión post-máxima
En éste último tramo el material se va poniendo menos tenso hasta el momento de
la fractura. La tensión de fractura es llamada también tensión última por ser la
última tensión que soportó el material.
FORMA REAL DE LA CURVA TENSIÓN-DEFORMACIÓN
La curva descrita anteriormente se utiliza en ingeniería, pero la forma real de dicha
curva es la siguiente:
Aquí no se presenta una relajación de la tensión, pues sigue aumentando hasta la
rotura.
Después del punto de carga máxima en el gráfico de ingeniería, comienza a
formarse un "cuello" en la probeta; este fenómeno se conoce como estricción.
Esta disminución en el área transversal ocurre por deslizamiento debido a tensión
cortante en superficies que forman 45° con el eje de la barra.

10. La viga
En ingeniería y arquitectura se denomina viga a un elemento constructivo lineal
que trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las
otras dos dimensiones y suele ser horizontal. El esfuerzo de flexión provoca
tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en el cordón
inferior y en el cordón superior respectivamente, las cuales se calculan
relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas
cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento.
También pueden producirse tensiones por torsión, sobre todo en las vigas que
forman el perímetro exterior de un forjado. Estructuralmente el comportamiento de
una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico.
Flexiones en vigas con el método de la formula
Para muchas configuraciones practicas de cargas y apoyos de vigas se han
derivado formulas que permiten calcular la flexión en cualquier punto de una viga.
El método de integración sucesiva o el método del área de momento se puede
utilizar para desarrollar las ecuaciones, solo es valida para los casos en que la
sección transversal es uniforme a todo lo largo de ella.

11. Formulas:

18. Modelos de fallos de Vigas
Fractura Completa: La figura 7-2(a), el material debe ser algo frágil y la seccion
transversal debera ser suficientemente pequeña para que se rompa con cargas de
bajas a moderadas. El gis es un ejemplo clasico de este tipo de viga. Tambien
podria utilizar un lapiz de madera, una pequeña clavija de madera o partes hechas
de algunas aleaciones de aluminio, zinc o magnesio, en particular las fundidas, la
viga se rompera por completo y en general de forma repentina.
Cedencia de una Parte de la Viga: La Figura 7-2(b), el material debera ser dúctil
de modo que se deforme antes de que se rompa, algunos ejemplos son varillas de
metal pequeñas con secciones transversales de varias formas, vigas de metal
planas delgadas y pequeñas vigas de plástico; deberá detener la carga hasta que
aparezca una cedencia significativa.
Desgarramiento Local: La Figura 7-2 ( c ), este tipo de falla en general ocurre
cuando los patines delgados extendidos de una viga se someten a un esfuerzo de
compresión, como el producto de una carga dirigida hacia abajo sobre la cara
superior de una viga simplemente apoyada o sobre la cara inferior de una viga en
voladizo.
Arrugamiento o plegamiento del alma: la Figura 7-2(d), un perfil o una viga de
caja o cerrada relativamente alta con almas o costados verticales delgados puede
fallar por plegamiento, este tipo de falla puede ser difícil de encontrar, pero los
perfiles metalicos laminados son buenos ejemplos.

19. Falla de Sujetador: La Figura 7-2 ( e ), Las vigas compuestas hechas de dos o
mas partes pueden fallar por cortes de los sujetadores tales como : remaches,
tornillos, pernos, clavijas o clavos o excederse la resistencia a cortantes de
adhesivos, juntas soldadas o soldaduras.
Cortante Interlaminar: La Figura 7-2 ( f ), los componentes hechos de materiales
compuestos tales como fibra de vidrio, carbon / epoxi o compuestos de matriz
metalica, con frecuencia se forman con capas impregnadas con el material de
matriz curado, de modo que forme una estructura cohesiva, un modo importante
de falla de estos materiales es la separacion de las capas cuando se someten a
cargas tal como Flexionando un Panel o una Viga,

20. Modelos de Fallas en Ilustración

21. Conclusión
Respecto del video observado en la viga y en la madera:
La flexión tiene como función comprobar la resistencia de diversos tipos de
materiales como el mostrado en el video la viga y por otro lado la madera para lo
cual posee un sistema que aplica cargas controlada y mide la deformación y la
carga al momento de su ruptura también depende de la distancia en la que es
aplicada la carga. La connotación significa que se pueden probar casi todo tipo de
materiales y además, en diversos tipos de ensayos como tensión compresión corte
etc.…
En el caso de la viga del primer video:
La Fuerza cortante máxima : como se aprecia en la impresión

22. La Fuerza Cortante Minima: como se aprecia en la impresión:
En el segundo video de ( la madera ) como se comportan sus fibras, su
resistencia depende de si la carga es perpendicular o paralela al grano, además
siguiendo el grano la resistencia es diferente en una dirección radial que en una
dirección tangencial con respecto al corte del tronco del árbol del cual fue cortado,
por otro lado la madera es inherentemente débil a cortante a lo largo de planos
paralelos a su beta.
Se muestran a continuación esfuerzos cortantes permisibles en clases comunes
de madera: