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MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO UCA

1 | Mecánica de Solidos I

MECÁNICA

DE

SOLIDOS I

MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO

Facultad de Ciencia, Tecnología y Ambiente | Ingeniería Civil


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Manual Practicas de Laboratorio

Mecánica de Solidos I

Elaborado por:

Br. Adriana Massiel Bello Herrera

Br. Henry Ramón Rodríguez González

Revisado por:

Ing. Jean Carlos Gutiérrez Gutiérrez

Encargado de Laboratorio de Ingeniería – UCA

Aprobado por:

Ing. Otoniel Baltodano Peña

Coordinador Ingeniería Civil-UCA

2013

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA, UCA

Universidad Centroamericana (UCA), Managua, Nicaragua

Rotonda Rubén Darío 150 metros al oeste.

Apartado Postal 69

WEB: www.uca.edu.ni

http://www.uca.edu.ni/


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Contenido:

Introducción: ...................................................................................4

Normas Generales de Laboratorio: .......................................................5

Laboratorio Nº1: ..............................................................................7

Laboratorio Nº2: ............................................................................10

ANEXOS: ......................................................................................15


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Introducción:

Las prácticas de laboratorio de Mecánica de Solidos I son fundamentales para

complementar la base teórica que se recibe.

Cada guía de este manual se ha diseñado para que el estudiante pueda realizar la sesión de

laboratorio; en cada una, se da cierta base teórica acorde al ensayo a realizar, se indica

todo el procedimiento que se debe seguir y se señala los espacios necesarios para anotar

los resultados y discusiones a las interrogantes que se plantean en la evaluación.

El profesor o instructor de laboratorio tendrá una labor de asesoramiento, ayuda y

revisión. Esta labor se desarrollará por grupos de trabajo los cuales deben ser –formados

naturalmente- previo al inicio del curso de Mecánica de Solidos.

Los integrantes de los grupos de trabajo no deben exceder los cuatro miembros. Cada grupo

dispone de tres horas para desarrollar y concluir la experiencia; dos de estas tres horas

deben ser utilizadas en la realización del ensaye y la adquisición de datos.

El programa del curso está constituido de dos sesiones prácticas; que abordan temas de

gran interés para ingeniería como lo es ensayos a tensión y compresión de los diversos

materiales de construcción, además de ello la flexión de ciertos elementos estructurales en

este caso vigas con sus respectivos apoyos.

Los ingenieros deben estar familiarizados con la tecnología que lleva a la realidad los

conocimientos que se adquieren en el salón de clases y que sirven como ensayo a lo que

se enfrentaran en su andar profesional.

El aprovechamiento óptimo de cada experiencia depende en gran medida de la planeación

anticipada y adecuada de la misma, esto implica una buena documentación de acuerdo al tema

y una interpretación precisa de la guía correspondiente presentada en este manual.


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Normas Generales de Laboratorio:

1. Nunca trabajar en el laboratorio si no hay un profesor o instructor que se dé cuenta de

lo que haces

2. Preparar el experimento de laboratorio leyéndolo de antemano. Haz las preguntas

necesarias acerca de lo que no te resulte claro. Anota todas las precauciones que debes

tomar

3. Usar ropa apropiada para el laboratorio. En el laboratorio de ingeniería es obligatorio el

uso de zapatos cerrados y gabacha. Evitar el uso de uso de joyas o artículos que cuelguen

4. Mantener el área de trabajo libre de libros y materiales que no sean necesarios para tu

trabajo. Esto incluye no usar computadora portátil

5. En caso de ser necesario usar gafas de seguridad

6. Usar los aparatos únicamente como se indica en el manual o según las instrucciones del

profesor

7. Cuando se rompa algún equipo u objeto, sin importar el tipo material, informar de

inmediato a tu profesor

8. Informar de inmediato al docente en caso de cualquier lesión, accidente o destrozo.

También avisa si sospechas que algo no funciona correctamente, por ejemplo sonidos

extraños

9. Trabaja en silencio para que puedas escuchar cualquier aviso sobre precauciones y

seguridad

10. Interésate por conocer la ubicación de los extinguidores y la salida de emergencia

más cercana

11. Cuando termines tu trabajo, dejar todo el equipo a como lo encontraste


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Universidad Centroamericana Facultad de

Ciencia, Tecnología y Ambiente

Coordinación de Ingeniería Civil


Laboratorio Nº1:

“Propiedades Mecánicas de Materiales”


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I. INTRODUCCION:

Las propiedades mecánicas de los materiales son de vital importancia para los ingenieros ya que con el conocimiento de estas se puede diseñar elementos con los materiales adecuados lo que significa un ahorro en el proceso de manufactura y una protección cuando el material está sometido a esfuerzos específicos.

Estas propiedades indican que tan bueno es un material para determinado esfuerzo, por ejemplo el concreto que es un excelente material para soportar esfuerzos de compresión como los que sufren las columnas de los puentes, edificios, casas, etc. Pero el concreto sometido a tensión tiene pobres propiedades mecánicas por lo que no se ven estructuras colgantes sostenidas con concreto.

II. OBJETIVOS:

Objetivo General:

Describir de un modo claro las propiedades mecánicas que poseen las probetas a ensayar

Objetivos Específicos:

Determinar la capacidad que los materiales tienen debido a sus propiedades Identificar fallas que puedan afectar el rendimiento del material Utilizar adecuadamente los equipos de laboratorios para obtener resultados

precisos

III. EQUIPO:

1. Maquina Universal 2. Bloques 3. Varilla de Acero de 3/8´´


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IV. GENERALIDADES:

La resistencia del material no es único parámetro que debe utilizarse al diseñar o analizar la una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla el propósito para el cual se diseño tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan cargas aplicadas.

Ensayos de Tracción y Compresión

Los ensayos de tracción son las pruebas que se les realiza a distintos materiales para conocer sus propiedades mecánicas. Para la tracción se coloca una probeta del material en una máquina que aplica fuerzas axiales estirando al material y ya sea con un medidor externo a la máquina o con los sensores de las maquinas modernas, se registra la deformación con lo que se puede realizar un diagrama de esfuerzo – deformación unitaria.

En la compresión es un proceso similar únicamente que las fuerzas axiales ya no son de tensión si no que de compresión. Así se comprime el material y se toman medidas de la deformación con la que se puede calcular el módulo de elasticidad y otras propiedades como el módulo de corte y la relación de Poisson.

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Orientado el día de la practica en el Laboratorio de Ingeniera.

VI. CUESTIONARIO:

1. Explique la utilidad que se le da al elemento ensayado en Nicaragua.

2. Identificar si el elemento ensayado cumple con las normas requeridas, para ver si este puede ser utilizado y comercializado.

3. Explicar los resultados obtenidos en la Curva Esfuerzo- Deformación, obtenida por medio de la Maquina

Universal. 4. Visitar una bloquera cercana a su domicilia:

a. Explicar el proceso de fabricación de los bloques. b. Identificar la diferencia entre un bloque recién sacado de un molde a

uno que esté listo para ser comercializado.


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Universidad Centroamericana Facultad de

Ciencia, Tecnología y Ambiente

Coordinación de Ingeniería Civil


Laboratorio Nº2:

“Ensayo de Flexión en una viga simplemente apoyada instrumentada con

Comparadores de vástago centesimales”


I. INTRODUCCION:

El ensayo a flexión se emplea preferiblemente en la fundición gris y raramente en el acero, además de ello también se emplea en madera, hormigón y otros elementos constructivos.

Una pieza trabaja a flexión cuando esta solicitada por fuerzas que tiendan a curvar su eje longitudinal. Un sólido prismático trabaja a flexión simple cuando:

La sección tiene por lo menos un eje de simetría

El plano de las fuerzas contiene el eje longitudinal y a uno de simetría

La resultante de dos fuerzas es normal al eje longitudinal

Cuando la resultante fuera oblicua al eje longitudinal, el sólido trabajara a flexión compuesta

El ensayo a flexión generalmente se lleva cabo disponiendo una barra de modo que quede libremente apoyada sobre rodillos en ambos extremos y cargándola en el centro; los resultados experimentales serán los desplazamientos medidos por comparadores, los cuales son centesimales, es decir que cada división recorrida por la aguja grande equivale a 0.01mm; cuando el vástago de la aguja sube, la aguja se desplaza en sentido horario y lo opuesto es sentido anti horario.

II. OBJETIVOS:

Objetivo General:

Interpretar el efecto de flexión sobre elementos estructurales (viga) sometidos a cargas en distintas posiciones

Objetivos Específicos:

Analizar la variación en diagramas de momento para cada caso ejecutado en

la practica Utilizar adecuadamente los equipos de laboratorios para obtener resultados

precisos

III. EQUIPO:

4. Regla o cinta métrica 5. Comparador de Vástago centesimales 6. Marco de ensayo de flexión 7. Viga metálica 8. Pesas de 5N 9. Soporte de pesas


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Ensayo 1:

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Poner en cero los comparadores 2. Aplicar una carga

3. Anote los desplazamientos, con el signo correspondiente al sistema 4. Descargue la barra 5. Dibuje el diagrama acotado de momentos flectores indicando el sentido de los

mismos 6. Dibuje la deformada aproximada (curva elástica) trazando con claridad las

curvaturas y los tramos rectos 7. Con una regla mida las dimensiones de la sección recta de la probeta y calcule el

momento de inercia respecto al eje de flexión 8. Teniendo en cuenta que el modulo Young del material de la probeta es E= 210

Gpa, calcule los desplazamientos teóricos y determine el error expresado en % con respecto a los desplazamientos medidos


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Ensayo 2:

1. Poner en cero los comparadores

2. Aplicar una carga

3. Anote los desplazamientos ,con el signo correspondiente al sistema 4. Descargue la barra 5. Dibuje el diagrama acotado de momentos flectores indicando el sentido de los


curvaturas y los tramos rectos 7. Con una regla mida las dimensiones de la sección recta de la probeta y calcule el

momento de inercia respecto al eje de flexión 8. Calcule los desplazamientos teóricos y determine el error expresado en %

con respecto a los desplazamientos medidos


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Ensayo 3:

1. Poner en cero los comparadores

2. Aplicar una carga

3. Anote los desplazamientos, con el signo correspondiente al sistema 4. Descargue la barra 5. Dibuje el diagrama acotado de momentos flectores indicando el sentido de los


curvaturas y los tramos rectos

7. Calcule los desplazamientos teóricos y determine el error expresado en % con respecto a los desplazamientos medidos


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ANEXOS:

I. Rúbrica para evaluar el Informe de Laboratorio:

Se realizaran 2 Laboratorios, para lo cual se entregaran 2 reportes, cada uno valorado en 100 puntos, dichas calificaciones serán enviadas por parte del docente de laboratorio al docente de la asignatura.

El docente de la asignatura Mecánica de Fluidos, destinara cierto porcentaje de la calificación final a los laboratorios.

Cuadro 1: Escala de Puntuación para los informes de laboratorio

Ítems Calificación

Portada 2.5

Índice 2.5

Introducción 10

Objetivos 5

Generalidades 10

Material y Equipo 5

Procedimiento 10

Datos y Calculos 20

Conclusiones y Recomendaciones 20

Bibliografía 5

Anexos 5

Σ 95

Notas:

Se hará una prueba corta con el valor de 5 puntos para un total de 100 puntos, de esta manera garantizar que los estudiantes lean previamente la guía de laboratorio

Cada estudiante deberá tener individualmente su guía o manual de laboratorio

El reporte se entregara una semana después de haber realizado la práctica de laboratorio

Generalidades: Citar con normas APA

Datos y Calculos: Explicar claramente los resultados obtenidos

Usar tres decimales 0.000

Bibliografía: Usar normas APA

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