Esfuerzo Cortante en Remaches

Practica No 2

CORTANTE DE REMACHES 1.

OBJETIVOS

a. b. c. d. 2.

Conocer el comportamiento a cortante doble de una barra de aluminio Conocer la resistencia a cortante de una barra de aluminio Identificar cuándo un material está sometido a esfuerzos cortantes Determinar los efectos de los esfuerzos de aplastamiento

MARCO TEORICO

Es frecuente que las piezas en servicio se encuentren sometidas a esfuerzos cortantes, como es usual en las partes unidas por pernos (empernadas) y en láminas unidas por remaches (remachadas). Si se dan fuerzas que tiendan a que se deslicen las láminas remachadas una con respecto a otra, tendremos esfuerzos cortantes en el remache o en el perno; también se generarán esfuerzos de aplastamiento (esfuerzos de apoyo). El agujero en la lámina es un concentrador de esfuerzos y si la lámina está sujeta a fatiga (esfuerzos que se están modificando en el tiempo) como en el caso de carrocerías de vehículos o fuselajes de avión, el daño se va acumulando y con el tiempo aparecen pequeñas grietas imperceptibles que se agrandan hasta poner en peligro la estructura. Para calcular el esfuerzo cortante dividimos la fuerza cortante V entre el área en cortante A (A = d 2/4, donde d es el día metro del perno o remache, es decir: = V/A. En el el caso de la figura 2, el área en cortante es dos veces el área transversal del perno o remache.

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Otro tipo de esfuerzos importantes que se dan en las piezas antes mencionadas son los esfuerzos de aplastamiento (conocidos como esfuerzos de apoyo), este es un esfuerzo de compresión entre dos áreas, tal como se muestra en la siguiente figura.

Para calcular el esfuerzo de aplastamiento, es necesario identificar el área que está sometida al aplastamiento, en la figura observamos que el área sometida a aplastamiento es todo, por lo tanto, el esfuerzo de aplastamiento es: b = P/td. El aplastamiento tenderá a aumentar el área de contacto, pero también tenderá a adelgazar la lámina por la región lateral. En las uniones en las cuales un perno se encuentra en cortante, exige la posibilidad de disponer el elemento para que sostenga la carga de manera simétrica por medio de la siguiente unión





En esta unión, el perno se encuentra transmitiendo la carga P entre las dos partes de la estructura; y los diagramas de fuerzas internas son:

Punto de Fluencia o Cadencia: Es la deformación irrecuperable de la probeta, a probeta, a partir de la cual sólo se recuperará la parte de su deformación correspondiente a la deformación elástica, elástica, quedando una deformación irreversible. Este fenómeno se sitúa justo encima del límite elástico, y se produce un alargamiento muy rápido sin que varíe la tensión aplicada.

Esfuerzo Último o límite de Resistencia: Es el punto más alto y ocurre justo antes de la rotura o falla del material Carga de Rotura: Carga máxima resistida por la probeta dividida por la sección inicial de la probeta.

3.

MATERIALES Probeta de aluminio dúctil

Maquina universal





Extensómetro de caratula

Micrómetro

Regla

Calibrador Soportes de cero

4.

PROCEDIMIENTO

a. b. c. d. e. f. g.

h.

Medir el diámetro del remache Medir el espesor de los soportes de acero Localizar el remache en la posición adecuada Activar la maquina universal para que se ajuste mecánicamente hasta que el indicador de carga marque cero Colocar el extensiometro y girar la caratula hasta que el cero coincida con la aguja Dar carga y tomar las lecturas de deformación cada 100 KGF ha sta llegar al límite de influencia A partir de ese momento, se toman lecturas de carga cada 100 unidades de deformación hasta llegar a la carga de rotura (tener en cuenta las unidades del extensómetro), momento en el cual se debe leer también la deformación Antes de llegar al límite de fluencia se deben realizar las medidas necesarias para garantizar que la rata de aplicación no de carga no exceda la especificada en la norma correspondiente





5.

RESULTADOS

P(k P(kg) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800

d(in (inx10 x10^-3) -3) 10 15 20 25 30 34 37 40 44 45 47 49 51 53 55 57 59 64 65 67 69 72 76 78 83 90 109 115

d1(m)

0.00948

d2(m)

0.00946

d3 ( m) dpro dprom m Area(m2)

0.00949 0.0 .00 09476667 0.0003

P(N) P(N))) 981 1962 2943 3924 4905 5886 6867 7848 8829 9810 10791 11772 12753 13734 14715 15696 16677 17658 18639 19620 20601 21582 22563 23544 24525 25506 26487 27468

duni(m i(mm) Esfuer fuerzzo (N/ (N/m) 0.24 0.14 0.36 0.28 0.48 0.42 0.6 0.55 0.72 0.69 0.816 0.83 0.888 0.97 0.96 1.11 1.056 1.25 1.08 1.38 1.128 1.52 1.176 1.66 1.224 1.80 1.272 1.94 1.32 2.08 1.368 2.21 1.416 2.35 1.536 2.49 1.56 2.63 1.608 2.77 1.656 2.91 1.728 3.04 1.824 3.18 1.872 3.32 1.992 3.46 2.16 3.60 2.616 3.74 2.76 3.87





Esfuerzo(N/m)Vss Deformacion Uni. (mm) Esfuerzo(N/m)V 3.50 y = 117837x + 1E+06 R² = 0,8182

3.00 2.50 2.00 o z r e u f s E

1.50 1.00 0.50 0.00 0

0.2

0.4

0.6

0.8

-0.50

ANALISIS DE LOS RESULTADOS CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

1.2

1.4

Deformacion unitaria Esfuerzo (N/m)

6. 7. 8.

1

Linear (Esfuerzo (N/m))

1.6

1.8

2







6. ANALISIS DE RESULTADOS Falla por aplastamiento, cuando las bisagras ejercen un esfuerzo de compresión tanto el remache como el agujero sufren una deformación que para este caso la del agujero es despreciada y nos enfocamos en la deformación del remache que aumenta gradualmente y progresivamente, hasta que falla por corte, se observa después de producirse un aplastamiento en esta falla el remache ejerció una carga igual y opuesta en el punto de rotura, en este caso el resultado es que el remache fue cortado en tres partes y sufrió una deformación longitudinal producto del aplastamiento, y esto nos demuestra que sufrió un esfuerzo cortante doble. 





La falla del corte se observa en las imágenes a continuación y en la imagen anterior podemos evidenciar que se presentó aplastamiento en el remache. A partir de los datos obtenidos y haciendo ha ciendo uso de las formulas y contenidos vistos en la clase realizamos el cálculo del esfuerzo en el remache con la fórmula de





Conclusiones 

Este mismo material posee un esfuerzo de rotura por tracción de 3,87N/m² , por lo que resiste más a corte puro que por tracción

Esfuerzo Cortante en Remaches

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