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Material Tabla 5.1. Propiedades mecánicas de algunos materiales. Punto de Fusión (° F) Resistencia (psi) Resistencia a la compresión (psi) Peso (lb/ft3) Coeficiente de expansión térmica (plg/plg por ° F) Módulo de elásticidad (psi) Acero 2700 70.000 70.000 490 6,5 x 10 30 x 10 Hierro forjado Acero inoxidable Fundición gris 2600 40.000 40.000 484 6,5 x 10 28 x 10 2500 95.000 95.000 494 9,6 x 10 28 x 10 2400 35.000 110.000 482 6,0 x 10 15 x 10 Latón 1720 55.000 55.000 529 10,3 x 10 15 x 10 Bronce 1700 60.000 60.000 548 10,0 x 10 16 x 10 Aluminio 1220 40.000 40.000 170 12,8 x 10 10 x 10 Plexiglas 320 7.000 13.000 72 39 x 10 0,40 x 10 Nylon 300 11.000 10.000 70 50 x 10 0,35 x 10 PVC 260 8.000 13.000 88 20 x 10 0,80 x 10 Poliestireno 250 5.000 11.500 60 100 x 10 0,05 x 10 Fuente: Sperry, Bill. Properties of Common Materials Volume 5, Number 10. Journal of the Home Metal Shop Club of Houston. October 2000 Tabla 5.2. Tabla de solubilidad de algunos polímeros. Polímero Soluble en: Insoluble a: Poli (metacrilato de etilo) Poli (metacrilato de metilo) Poli (acrilato de etilo) Poli (acrilato de metilo) benceno, toluene, xileno, tetralina, cloroformo, cloruro de metilo, dicloroetileno, éter etílico, acetona, metil etil cetona, dioxano, ácido acético, acetato de etilo benceno, tolueno, xileno (caliente), cloroformo, cloruro de metileno, clorobenceno, dioxano, acetona ciclohexanona, metil etil acetona, ácido fórmico, acético, isobutírico, acetato de etilo benceno, toluene, hidrocarburos, clorados, tetrahidrofurano, cetonas, ésteres, benceno, toluene, hidrocarburos, clorados, ésteres, tetrahidrofurano, Hexano, ciclohexano, metanol, etilenglicol Hexano, ciclohexano, metanol, tetraclururo de carbono, etanol, éter, etílico hidrocarburos alifáticos, ciclohexanol, alcoholes de más de 5 carbonos hidrocarburos alifáticos, alcoholes, éter Fuente: Revista de plásticos modernos, Número 448 (Octubre 1993). 43
5.2. Cálculos para el diseño del soporte de muestra (Pieza A) Esta pieza consiste en una placa de plexiglas la cual va unida a la base del recipiente mediante soldadura (Acrifix 92) y debe soportar la muestra de tal forma que no ocurra ningún movimiento lateral cuando este siendo sometida a fuerzas normales y tangenciales de corte, (Ver Figura 5.2). Para demostrar que la muestra permanece rígida se plantearon dos casos: a) la aplicación de la fuerza vertical se realiza en el eje medio de la muestra a ensayar, b) la aplicación de la fuerza se encuentra a cierta distancia del eje de la muestra a ensayar. El primer caso (caso A) corresponde el estado ideal de realización de ensayos, ya que la colocación de la cuchilla permite una aplicación exacta de la fuerza vertical o normal. El segundo caso (caso B) corresponde a la cuchilla colocada fuera del eje de la muestra. A continuación se plantean para ambos casos (caso A y B) las ecuaciones utilizadas para definir la inclinación óptima del soporte para un asentamiento seguro de la muestra. Para ello se realizó un análisis de sensibilidad entre diferentes diámetros de muestras “2r” (1.5 plg, 2 plg y 2.5plg), diferentes valores de coeficiente de fricción “µ” (entre la roca y el plexiglas), así como diferentes valores de fuerza o carga normal “Fv”. 44
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5.2. Cálculos para el diseño <strong>de</strong>l soporte <strong>de</strong> muestra (Pieza A)<br />
Esta pieza consiste en una placa <strong>de</strong> plexiglas la cual va unida a la base <strong>de</strong>l<br />
recipiente mediante soldadura (Acrifix 92) y <strong>de</strong>be soportar la muestra <strong>de</strong> tal forma<br />
que no ocurra ningún movimiento lateral cuando este siendo sometida a fuerzas<br />
normales y tangenciales <strong>de</strong> corte, (Ver Figura 5.2).<br />
Para <strong>de</strong>mostrar que la muestra permanece rígida se plantearon dos casos: a) la<br />
aplicación <strong>de</strong> la fuerza vertical se realiza en el eje medio <strong>de</strong> la muestra a ensayar,<br />
b) la aplicación <strong>de</strong> la fuerza se encuentra a cierta distancia <strong>de</strong>l eje <strong>de</strong> la muestra a<br />
ensayar.<br />
El primer caso (caso A) correspon<strong>de</strong> el estado i<strong>de</strong>al <strong>de</strong> realización <strong>de</strong> ensayos, ya<br />
que la colocación <strong>de</strong> la cuchilla permite una aplicación exacta <strong>de</strong> la fuerza vertical o<br />
normal. El segundo caso (caso B) correspon<strong>de</strong> a la cuchilla colocada fuera <strong>de</strong>l eje<br />
<strong>de</strong> la muestra.<br />
A continuación se plantean para ambos casos (caso A y B) las ecuaciones<br />
utilizadas para <strong>de</strong>finir la inclinación óptima <strong>de</strong>l soporte para un asentamiento seguro<br />
<strong>de</strong> la muestra. Para ello se realizó un análisis <strong>de</strong> sensibilidad entre diferentes<br />
diámetros <strong>de</strong> muestras “2r” (1.5 plg, 2 plg y 2.5plg), diferentes valores <strong>de</strong> coeficiente<br />
<strong>de</strong> fricción “µ” (entre la roca y el plexiglas), así como diferentes valores <strong>de</strong> fuerza o<br />
carga normal “Fv”.<br />
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