Iniciar sesión

Constantes de los materiales

Visión general

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.

Procedimiento

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.

  1. 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.
  2. Marcar una ubicación en la viga de 8,0 pu

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Resultados

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...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Aplicación y resumen

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...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
Material ConstantsEngineering DesignTheory Of ElasticityPrototype TestingCivil Engineering StructureAnalytical ModelingModulus Of ElasticityPoisson s RatioStressStrainConstruction Materials LaboratoryAluminum BarLinear ElasticityHooke s LawForceDeformationStress strain Relationship

Saltar a...

0:07

Overview

1:12

Principles of Elasticity Theory

4:40

Protocol to Determine Modulus of Elasticity and Poisson's Ratio

7:41

Data Analysis and Results

9:52

Applications

10:52

Summary

Vídeos de esta colección:

article

Now Playing

Constantes de los materiales

Structural Engineering

23.4K Vistas

article

Características de tensión-deformación del acero

Structural Engineering

108.8K Vistas

article

Características de tensión-deformación del aluminio

Structural Engineering

88.1K Vistas

article

Prueba de impacto de Charpy en aceros conformados en frío y laminados en caliente en diversas condiciones de temperatura

Structural Engineering

32.1K Vistas

article

Prueba de dureza de Rockwell y su efecto sobre el acero

Structural Engineering

28.3K Vistas

article

Pandeo de columnas de acero

Structural Engineering

36.0K Vistas

article

Dinámica de estructuras

Structural Engineering

11.4K Vistas

article

Fatiga de metales

Structural Engineering

40.2K Vistas

article

Pruebas de tensión en polímeros

Structural Engineering

25.2K Vistas

article

Prueba de tensión en materiales poliméricos reforzados con fibra

Structural Engineering

14.3K Vistas

article

Agregados para mezclas de hormigón y de asfalto

Structural Engineering

12.0K Vistas

article

Ensayos en concreto fresco

Structural Engineering

25.7K Vistas

article

Pruebas de compresión en concreto endurecido

Structural Engineering

15.1K Vistas

article

Pruebas de concreto endurecido en tensión

Structural Engineering

23.5K Vistas

article

Pruebas en madera

Structural Engineering

32.8K Vistas

JoVE Logo

Privacidad

Condiciones de uso

Políticas

Investigación

Educación

ACERCA DE JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados