UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES PRACTICA No.2 1. Abrir la hoja de calculo Excel Sesión 3 PROCEDIMIENTO DE GRAFICACIÓN. OBJETIVO DE LA PRACTICA.: Graficar y elaborar la gráfica del comportamiento esfuerzo unitario y deformación unitaria de materiales, a través del manejo de comandos del software Excel. PROCEDIMIENTO A SEGUIR: Para la realización de la gráfica esfuerzo contra deformación unitaria se considerará un ensayo estático de tensión para el cual su bitácora se muestra mas adelante, en donde los datos obtenidos son: carga (P), deformación total o desplazamiento del pistón (δ) con los cuales se calcula el esfuerzo y la deformación unitaria a través de las ecuaciones: σ = P / Ao y 2. Escriba en las celdas los identificadores del ensayo como se muestran enseguida ε = e / Lo P ----- Carga aplicada Ao --- Área inicial ε ---- Deformación unitaria δ ------ Deformación o desplazamiento Lo----- Longitud inicial de calibración Ao Lo Tamaño 12 letreros y números e Af Lf Procedimiento de graficación usando Excel: 1 2 UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES 4. Seleccionar los valores deformación y esfuerzo a graficar, arrastrando el Mouse: Comandos a usar de Excel: 3. Calcular los valores de Deformación unitaria introduciendo en la celda del recuadro el valor de la celda C14 y dividirla entre la longitud de calibración en este caso es 8 in tecleándolo, luego, dar enter, se obtiene como resultado un valor de cero. coloque el cursor en la esquina inferior derecha de esa celda hasta que aparezca una crucita negra, y arrastrar hacia abajo el mouse soltándolo al final de la tabla para que calcule todos los valores de Deformación unitaria, o darle doble click, así deberá proceder para la columna de esfuerzos axiales para que sean calculados. 5. Ir al comando Insert buscar comando Scatter (dispersión) activar y seleccionar de las opciones, la de líneas suavizadas sin números ( scatter with smooth lines) Crucita negra 3 4 UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES 6. Dar un click al icono de líneas suavizadas y aparecerá la grafica en la tabla, seleccionar el borde de ella y darle un click, aparcerá una ventana donde se selecciona la opción mover grafico ( move chart), activarla para que abra ventana, y se selecciona el comando como hoja nueva ( New sheet) en el ‘circulito’, agregar en recuadro el titulo de la grafica en este caso; Graf-tension P2, y teclee OK, esto hará que se presente la grafica en toda una hoja completa. UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES 7 Líneas de división (gridlines) Seleccionar el comando Layout de la barra menú y aparecerá la nueva barra de configurar el área de la grafica. iconos para Es decir, agregar líneas de división horizontal y vertical tanto principales como auxiliares para definir la cuadricula en ella. 5 6 UANL FIME. UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES 8 Ejes (Axes) Se selecciona el icono Axes o escala de ejes para aplicar las opciones de; representación de c/u de los ejes. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES Comando formato de ejes. Con el cual se puede cambiar la escala, es decir, el valor mínimo y máximo, la unidad mayor y menor sobre el eje, según como mejor convenga, entre otras opciones. Minimum Maximum Unidad Unidad En el comando de más opciones del eje principal horizontal o vertical, se puede activar y aparece el comando formato de ejes. 9 Titulo de la grafica ( Chart Title) Se selecciona en el comando layout el subcomando titulo de grafico (chart title) y se abre una ventana para escoger la opción, en este caso será la de; titulo arriba de grafica (above chart). En la parte de arriba del grafico en el cuadro se escribe: Ensayo estático de tensión 1. TAMANO de letra numero 16 arial. 7 8 UANL FIME. UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES Luego, se selecciona titulo de ejes (axis title) en esa misma barra de iconos, para el eje horizontal como para el vertical. Titulo del eje (X) : en el cuadro de abajo del eje horizontal se escribe: Deformación Unitaria (in/in). TAMANO de letra numero 14 arial. 10 Finalmente, se quita el letrero llamado leyenda (legend), ver grafica anterior, quedando la grafica un poco más amplia horizontalmente. 12 Por Último se agregan algunos identificadores principales con el comando insert y el subcomando de cuadro de texto dentro de la grafica. Grabar o salvar este último paso. Es importante que se vaya guardando cada paso que se realice en el proceso de realización de la grafica. Lo mismo se hará para el título del eje vertical escribiendo; Esfuerzo axial (psi o lb/in2). 9 10 UANL FIME. UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES 13 Amplificación de la grafica hasta cedencia. En la grafica total se coloca el cursor en el borde y activan los puntos de la grafica con sus coordenadas, se busca el primer punto en la curva y se identifica sus coordenadas deformación, las cuales se anotan en un papel, y enseguida en la bitácora se seleccionarán los valores de deformación y esfuerzo hasta estos valores, como se describe del punto 4 en adelante. 15 Aplicación de la grafica Amplificada. Obtención de la resistencia a la cedencia método offset al 0.002 in/in o al 0.2% de deformación. Se traza una línea punteada (línea azul) que pase por la pendiente de la grafica (línea roja continua), luego se le hace una copia (con ‘copy paste’) la cual es paralela y se coloca a un valor de 0.002in/in, que en este caso representa dos cuadritos, como se ve en la línea verde horizontal, y finalmente se traza una línea horizontal (línea morada) desde la intersección de la línea azul punteada con la grafica hasta el eje vertical de esfuerzo. Por lo que el valor leído en este eje será la resistencia a la cedencia. Ver figura. 0.002 in/in ( dos cuadritos) 14 Haciendo la grafica Amplificada, resulta. Se recomienda que se use líneas principales y auxiliares, en este tipo de grafico. Ver figura. 11 12 UANL FIME. UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES BITACORA No. 2 BITACORA No. 1 Material: acero A512, longitud inicial 8 pulgadas, diámetro inicial 1 pulgada, estándar ASTM E-8, diámetro final 0.835 pulgadas, longitud final 9.571 pulgadas. No. Carga (Lb) Deformación Unitaria (in/in) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 3 410 6 450 9 160 12 370 14 830 18 020 20 780 23 640 26 370 29 250 31 600 31 710 31 520 31 390 31 100 31 630 31 650 31 700 31 800 37 200 41 400 47 200 50 200 52 200 53 100 53 400 53 500 53 300 53 000 53 000 38 800 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.0115 0.012 0.015 0.020 0.025 0.0375 0.050 0.10 0.20 0.30 0.50 0.70 0.90 1.10 1.30 1.50 1.70 1.90 2.10 2.50 13 ENSAYO ESTATICO DE TENSION EN ALUMINIO Unidades VALORES INICIALES Material Aluminio Estándar ASTM E8 67.31 mm 36 mm 1.07 mm 6.35 mm 31.65 mm 600 kilogramos 0.15 mm/s 33.87 mm³ Longitud Total Longitud Recta Longitud De Calibración (inicial) Diámetro Inicial Área Inicial Rango De Carga Velocidad Del Ensayo Volumen Inicial Unidades VALORES FINALES Diámetro Final 3.3528 Longitud Final 31.0 Área Final 8.8244 14 mm mm mm² UANL FIME. UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES BITACORA No. 2 (CONTINUACION) ENSAYO DE TENSION Material Aluminio Estándar ASTM E8 No Carga Elongación Carga Kg mm N LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES BITACORA No. 3 ENSAYO DE TENSION Material: Acrilico Estandar: ASTM E638 Ensayo de: Tensión Pieza: 1 Espesor inicial 5 mm Ancho Inicial 12.5 mm Longitud Inicial(Lo): 50 mm Area Inicial: 62.50 0 0 0 0 1 50 0.0081 490 2 100 0.0426 980 3 150 0.0923 1470 4 200 0.178 1960 Punto No. Carga KG Deformacion mm 5 250 0.211 2450 1 6 300 0.2326 2940 2 7 350 0.2542 3430 3 8 400 0.28 3920 4 9 450 0.3017 4410 5 10 500 0.3233 4900 6 11 550 0.3493 5390 7 12 600 0.3903 5880 8 13 650 0.7583 6370 9 14 675 1.21 6615 10 15 700 1.71 6860 11 16 725 2.36 7105 12 17 748 4.3 7330.4 13 18 700 5.02 6860 14 19 650 5.54 6370 15 20 600 5.9 5880 16 21 550 6.23 5390 17 22 500 6.47 4900 18 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 410 0 0.2 0.49 0.76 1.01 1.26 1.71 2.14 2.56 2.92 3.32 3.69 4.16 4.42 4.92 5.37 5.84 6.36 6.89 7.6 8.79 9.96 Fecha: Realizo Longitud total: Espesor final Ancho final Longitud final 260 4.6 12.2 51.435 mm mm mm mm Area final: 56.120 mm2 BITACORA No. 3 (Continuación) 19 20 21 22 15 mm2 EN ACRILICO 16 UANL FIME. LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES Reporte 1. Realice las graficas Total y Amplificada hasta cedencia, en Excel para las bitácoras 1,2 y 3. 2. Indicar las observaciones de cada bitácora 3. Conclusiones de las graficas (compare e indíquelas) BIBLIOGRAFIA: 1.- Ensaye e inspección en los materiales. Autor : Davis , Troxell y Wiskocil Editorial:. C.E.C.S.A. 2.- Procedimiento de pruebas mecánicas A.S.M. tomo 8 3.- Excel 2007, 2010 Software Microsoft Office 4.- Ciencia e ingeniería de los materiales Autor..: Askeland 17