Ensayo de Flexión - Madera

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- ESFUERZOS Y DEFORMACIÓN POR FLEXIÓN: Los momentos flectores son causados por la aplicación de cargas normales al eje longitudinal del elemento haciendo que el miembro se flexione. Dependiendo del plano sobre el que actúen las fuerzas, de su inclinación con respecto al eje longitudinal y de su ubicación con respecto al centro de cortante de la sección transversal del elemento, se puede producir sobre esta flexión simple, flexión pura, flexión biaxial o flexión asimétrica.

- FLEXIÓN PURA: La flexión pura se refiere a la flexión de un elemento bajo la acción de un momento flexionante constante. Cuando un elemento se encuentra sometido a flexión pura, los esfuerzos cortantes sobre él son cero. Un ejemplo de un elemento sometido a flexión pura lo constituye la parte de la viga entre las dos cargas puntuales P.

El diagrama de cortantes (V) ilustra que en la parte central de la viga no existen fuerzas cortantes ya que está sometida únicamente a un momento constante igual a P.d . Las partes de longitud d no se encuentran en flexión pura puesto que el momento no es constante y existen fuerzas cortantes. Para poder determinar los esfuerzos producidos en un elemento sometido a flexión, es necesario realizar primero un estudio de las deformaciones normales producidas sobre la sección transversal del elemento.

- FLEXIÓN SIMPLE: En la vida práctica son pocos los elementos que se encuentran sometidos a flexión pura. Por lo general los miembros se encuentran en flexión no uniforme lo que indica que se presentan de forma simultánea momentos flectores y fuerzas cortantes. Por lo tanto se hace necesario saber que sucede con los esfuerzos y las deformaciones cuando se encuentran en esta situación. Para ello se deben conocer las fuerzas internas que actúan sobre los elementos determinándolas para la obtención de los diagramas de momentos flectores y fuerzas cortantes que actúan sobre un elemento dado.

- FLEXIÓN BIAXIAL: La flexión biaxial se presenta cuando un elemento es sometido a cargas que actúan sobre direcciones que son oblicuas a los ejes de simetría de su sección transversal. Un ejemplo lo constituye la viga en voladizo de la siguiente figura sometida a la acción de una carga P, cuya dirección es oblicua a los ejes de simetría. Sobre esta, se presentan además de los momentos flectores, fuerzas cortantes. Para analizar los esfuerzos causados por flexión se descompone la fuerza P en cada uno de los ejes de simetría de la sección transversal para realizar un análisis de flexión por separado para cada dirección y luego superponerlos para determinar los esfuerzos y deflexiones totales.

- FLEXIÓN ASIMETRICA PURA: Para el análisis de esta se debe estudiar el comportamiento de miembros sometidos a flexión pura de sección transversal asimétrica, considerando que "cuando una viga asimétrica se encuentra sometida a flexión pura, el plano del momento flexionante es perpendicular a la superficie neutra sólo si los ejes centroidales de la sección transversal son los ejes principales de la misma". Los ejes principales son aquellos con respecto a los cuales la sección transversal presenta sus momentos de inercia máximo y mínimo, siendo, El producto de inercia para estos es cero. Por tanto si un momento flexionante actúa en uno de los planos principales, este plano será el plano de flexión y se podrá aplicar la teoría de flexión vista anteriormente (s=Mc/I).

- MOMENTO FLEXIONANTE: Es un giro que se produce dentro de un elemento por acción de fuerzas externas. Se calcula como el producto de la fuerza por la distancia desde el punto de aplicación de dicha fuerza hasta donde queremos conocer el giro.

- ESFUERZOS FLEXIONANTE: Son producidos por fuerzas internas en la sección transversal del elemento a lado y lado del eje neutro. Son generadas por momentos flexionante. Dependiendo del sentido de flexión se formarán esfuerzo a compresión a un lado del eje neutro y tracción en el otro.

Deformación unitaria es:

έ = σ / E

- PROCEDIMIENTOS:

Para la realización de esta experiencia se utilizaron los siguientes materiales:

- 1 tabla de 30 mm de grosor, 650 mm de largo y 100 mm de ancho

- 1 tabla de 6 mm de grosor, 650 mm de largo y 30 mm de ancho

- Calibrador

- Deformímetro

- Máquina de comprensión eléctrica

- Máquina de ensayo de Flexión

Inicialmente se colocó la tabla de madera de 6 mm de grosor, 650 mm de largo y 30 mm de ancho en la máquina de ensayo de comprensión eléctrica y se tomó la longitud que hay entre los apoyos de la madera, la cual fue de 473 mm. Después de esto se colocó en marcha el experimento en el cual la madera se partió y se tomó la medida de la carga que arrojo la máquina.

Luego de esto se colocó la tabla de madera de 30 mm de grosor, 650 mm de largo y 100 mm de ancho en la máquina de ensayo de flexión a una longitud de 600 mm. Se instaló el Deformímetro en la máquina y se procedió a colocarle la primera carga a la madera de 5 N, se tomó su lectura, luego con 10 N y por último 20 N. Después de esto de disminuyo la longitud a 500 mm y se realizó el mismo procedimiento con las mismas cargas para la misma madera. Por último se tomaron las deformaciones suministradas por el Deformímetro y se procedió realizar los respectivos cálculos.

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Figura 5. Tabla de madera de 6 mm de grosor, 650 mm de largo y 30 mm de ancho en la máquina de ensayo de flexión con una carga de 20 N y a una longitud de 500 mm.

[pic 8]

Figura 6. Tabla de madera de 6 mm de grosor, 650 mm de largo y 30 mm de ancho en la máquina de ensayo de flexión con una carga de 20 N y a una longitud de 600 mm.

[pic 9]

Figura 7. Tabla de madera 30 mm de grosor, 650 mm de largo y 100 mm de ancho en la máquina de ensayo de comprensión eléctrica a una longitud de 473 mm entre los apoyos.

[pic 10]

Figura 8. Deformación de la tabla de madera de 30 mm de grosor, 650 mm de largo y 100 mm de ancho,