Resistencia de Materiales

Pruebas Textiles en Hilados

MARCO TEÓRICO CARACTERÍSTICAS FÍSICO MECÁNICAS

LANA DE OVEJA100% wool (oveja) o lana de oveja:•HI-wool-HC-2900-100•Donde HI significa hilado•wool (oveja)•HC que significa hilado en cono•2900 significa el código del titulo o grosor del hilado que es 2/9 (dos al nueve)•El 100 es el código de color que es crudo

Flexibilidad• Propiedad de la lana que le

permite doblarse con facilidad sin quebrarse o romperse, es decir que adopta la dirección que se le imprime.

Densidad• Se da por el número de

hebras en una determinada superficie de piel.

Resistencia de Tracción• Es la capacidad de resistir

una determinada tracción antes de romperse

Elasticidad• Capacidad de la lana de

volver a su largo original, luego de haber sido estirada, dentro de ciertos límites.

LANA DE BABY ALPACA -BL

HI-BABY ALPACA(100) O SUPERFINE (FS ó 210) HC-2160-100•Baby alpaca (100): 100 significa su código de calidad es decir calidad baby•Superfine alpaca (210 ó FS): 210 ó FS significa su código de calidad es decir calidad superfine (adulta)•HC que significa hilado en cono•2160 es el código del titulo o grosor de hilado 2/16 (dos dieciséis)•100 es el código de color que es crudo.

Elasticidad y capacidad de tensión al hilado: •Otorgada por la uniformidad y sincronizado del rizo que se da en el crecimiento natural de la fibra.

Propiedad Térmica:•Actúa como un aislante que mantiene la temperatura corporal en sus niveles normales; debido a la cavidad o vacío de aire que posee cada una de las fibras.

Resistencia a la tracción y flexibilidad: •Sobresaliendo en resistencia ampliamente a comparación de otras fibras como la lana de Merino y el Mohair (otras razas de alpaca).

LANA DE CARIOCA FLAME

Es una mezcla de hilado, que tiene lasiguiente composición:• 52% FS alpaca superfine (FS ó 210)• 18% highland wool ( oveja de la

sierra es fuerte, larga, suave y fina)• 23% acrylic (acrílico)• 7% polyamide (poliamida)

Su código de hilado es: HI-CARIOCA-HC-1500-FT001• Donde HI significa hilado• HC que significa hilado en cono• 1500 es el código del titulo o

grosor 1/5 (uno a cinco)• FT001 es el código de color , crudo.

Analizando los componentes de la lana carioca flame:

• Alpaca: Fibra tres veces más fuerte que el pelo de la oveja y siete veces más caliente, la fibra de alpaca es ligera, suave, densa.

• Lana de oveja: resistencia mecánica relativamente baja que compensa con su elasticidad, durabilidad.

• Acrílico: Es una fibra sintética obtenida artificialmente en laboratorios. Se define como acrílica a un polímero. Las fibras acrílicas aportan ventajas como: Durabilidad, Menor precio, Mayor resistencia, Sustituto de la lana.

• Fibras poliamidas: Es una fibra sintética obtenida artificialmente en laboratorios; siendo la más importante el nylon, introdujeron las siguientes ventajas: Gran duración, Muy elástica, Elevada resistencia, Mejor precio.

DISEÑO DE INGENIERÍAPROCESO EXPERIMENTAL DE TÍTULO

EQ. ENSAYADOR DE TÍTULODESCRIPCIÓ

NCARACTERÍSTICA DE

LOS EQUIPOSMarca MAGModelo Y0211Peso 90 KgTamaño 0.67*0.62*0.55 m Intensidad de Corriente

5 Amps

Tensión Eléctrica

220V

FrecuenciaEléctrica

50 Hz

Humedad Relativa del Ambiente

65% HR

Se realizó la medición con la máquina indicada de los tres tipo de lana usados, cada vuelta en la máquina tiene una circunferencia de 54 pulgadas equivalentes a1.3716metros, dimos en total 10 vueltas, lo que nos dio finalmente una longitud inicial de 13.716 metros para cada tipo de lana.

PROCESO EXPERIMENTAL DE TRACCIÓN

• Los valores obtenidos de la máquina son los siguientes:

• Lana de Oveja: 52 libras• Lana de Carioca Flame: 36

libras• Lana de Baby Alpaca: 44 libras• Teniendo una incertidumbre de

2 libras.

EQ. DE RESISTENCIA TRACCIÓNDESCRIPCIÓ

NCARACTERÍSTICA DE

LOS EQUIPOSMarca MAGModelo Y0101

Peso 90 Kg

Tamaño 1.360*0.53*0.23 mTensión Eléctrica

230V AC

Fuerza Eléctrica

50 Hz

Fuerza del Motor

1 HP

Humedad Relativa del Ambiente

(65% ± 2%) HR

PROCESO EXPERIMENTAL DE TORSIÓN

Lana de Oveja: ▫ 01.3▫ 01.4▫ 01.3

Lana de Baby Alpaca: ▫ 02.7▫ 02.3▫ 02.3

DEQ. TORSIÓMETRODESCRIPCIÓ

NCARACTERÍSTICA DE

LOS EQUIPOSMarca MAG

Modelo Y0701

Peso 7 Kg

Tamaño 0.74*0.14*0.4 mIntensidad de Corriente

15 Amps

Tensión Eléctrica

220V

FrecuenciaEléctrica

50 Hz

Humedad Relativa del Ambiente

65% HR

RESULTADOS PROCESO EXPERIMENTAL DE TÍTULO

Masa:

• Lana de Oveja:

• Lana Carioca Flame:

• Lana de Baby Alpaca

Peso:

• Lana de Oveja:

• Lana Carioca Flame:

• Lana de Baby Alpaca:

Longitud Inicial: Es la misma en los tres tipos de lana= 54 pulgadas.

Título: masa/longitud

(Km/Kg)

• Lana de Oveja:

• Lana Carioca Flame:

• Lana de Baby Alpaca:

Título (TEX): 1000/Título

(gr/Km)

• Lana de Oveja:

• Lana Carioca Flame:

• Lana de Baby Alpaca:

Tipo de Hilo CódigoCódigo

de Color

N° de

Vueltas

Longitud

(m)Peso (N)

Título

(Km/Kg)

Título

TEX(gr/K

m)

Oveja 2/9 100 10 13.716 0.0261 5.1484 97117.6

Carioca Flame 1/5 FT001 10 13.716 0.0262 5.1387 194601.7

Baby Alpaca 2/16 100+. 10 13.716 0.0161 8.3282 60037

PROCESO EXPERIMENTAL DE TRACCIÓN

Material Masa

Lana de Oveja 0.002661 Kg

Carioca Flame 0.002666 Kg

Baby Alpaca 0.001645 Kg

Fuerza por Hilo(N/Hilo):

Fuerza Total (N) / # hilos

• Lana de Oveja:

• Lana Carioca Flame:

• Lana de Baby Alpaca:

De la masa anteriormente calculada tenemos:

Fuerza total(N): Fuerza lb * 4.45

N/lb

• Lana de Oveja:

• Lana Carioca Flame:

• Lana de Baby Alpaca

Longitud Inicial: Es la misma en

los tres tipos de lana=54 pulgadas.

Longitud Final:• Lana de Oveja: 13.82 metros• Lana Carioca Flame: 16.53

metros• Lana de Baby Alpaca: 14.00

metros

Porcentaje de Elongaciones: Є = (longitud final-longitud inicial)/longitud inicial

• Lana de Oveja:

• Lana Carioca Flame:

• Lana de Baby Alpaca:

Tipo de Hilo CódigoCódigo

de Color

R.T

N° de

Hilos

Resistencia

por Hilo

(N/Hilo)

Longitud

Inicial

(m)

Longitud

Final

(m)

% de

ElongaciónLb Kg N

Oveja 2/9 100 52 0.002661 231.4 20 11.57 13.716 13.82 0.76%Carioca Flame 1/5 FT001 36 0.002666 160.2 20 8.01 13.716 16.53 20.52%

Baby Alpaca 2/16 100+. 44 0.001645 195.8 20 9.79 13.716 14.00 2.07%

PROCESO EXPERIMENTAL DE TORSIÓN

Se realizaron 3 pruebas por cada tipo de lana

Torsión Máquina : (#Vueltas/10Pulgadas)

• Lana de Oveja: ▫ 01.3▫ 01.4▫ 01.3

• Lana de Baby Alpaca: ▫ 02.7▫ 02.3▫ 02.3

Torsión (Vueltas/Metros): Torsión Máquina * [(#vueltas*20)/10pulgadas]*(1pulgada/0.0254)

• Lana de Oveja:

• Lana de Baby Alpaca:

Torsión Media:

• Lana de Oveja:

• Lana de Baby Alpaca:

Tipo de Hilo Código Código de Color

N° de Pruebas

Torsión Observada (V/10Pulgadas) Torsión Vueltas/Metro Torsión

Media1 2 3 1 2 3

Oveja 2/9 100 3 01.3 01.4 01.3 102.3622 110.2362 102.3622 104.9869

Baby Alpaca 2/16 100+. 3 02.7 02.3 02.3 112.5984 181.1024 181.1024 158.2677

GRÁFICAS GRÁFICA FUERZA TRACCIÓN - # DE HILOS

 NUMERO

DE HILOS

FUERZA DE

TRACCION (N)

LANA DE

OVEJA

1 11.57

5 57.85CARIOC

A FLAME

1 8.01

5 40.05BABY ALPAC

A

1 9.79

5 48.95• A mayor cantidad de hilos, la tracción que soportan es mayor.• El hilo de oveja es el más resistente, y el de carioca flame es de menor resistencia a la fuerza de tracción.

- ESFUERZO NORMAL DEFORMACIÓN

 

ESFUERZO

NORMAL (Pa)

DEFORMACION UNITARIA NORMAL

MODULO DE

ELISTICIDAD

(Pendiente)

ORIGEN 0 0  

LANA DE OVEJA

3683000 0.0076 5.00E+08

CARIOCA FLAME

2426800 0.2052 1.00E+07

BABY ALPACA

19474800 0.0207 9.00E+08

Utilizando la fórmula σ =δ .Е

(esfuerzo unitario =deformación unitaria * módulo de elasticidad) hallamos que el material que posee mayor módulo de elasticidad (E) es el hilado de baby alpaca sin embargo el material con menos deformación es el hilado de lana de oveja.

GRAFICA LONGITUD EN FUNCION DE LA MASA (TITULO) LONGITU

D

MASA

LANA

MASA

CARIOCA

FLAME

MASA BABY

ALPACA

1 0.0137 0.002661 0.002666 0.001645

2 0.0274 0.005322 0.005332 0.00329

3 0.04118 0.007983 0.007998 0.004935

Apreciamos la relación que hay entre la longitud de cada tipo de lana con su masa, si aumentamos la longitud de muestra tomada también aumentara la masa por tener una mayor cantidad de muestra.

GRAFICA NUMERO DE VUELTAS EN FUNCION DE LA LONGITUD (TORCIÓN)

Longitud

# de vueltas

Lana de

ovejaBaby alpaca

1 0.254 25.9999 53.9999

2 0.508 51.9999 107.9999

3 0.762 77.9999 161.9999

Existe una relacióndirecta, ya que a maneraque incrementamos lalongitud del hilo

aumentantambién el número devueltas para logrartorsionarlo

completamente

Conclusiones• La torsión y tracción, así como otros ensayos aplicados a las diversas

lanas, están condicionados en gran parte a la composición de fibra, así como la forma, uniformidad de hilo y torcedura de sus cabos.

• El ensayo de tracción nos permite conocer la resistencia del material, esta forma determinar la fuerza axial necesaria para romper la muestra de hilo, el material más resistente a la tracción es la lana de Oveja, seguida de la Baby Alpaca y la Carioca Flame.

• La torsión permite la cohesión de los hilos que es el número de vueltas por unidad de longitud, de esto se concluyó que la lana Baby Alpaca tiene más torcedura que la lana de Oveja.

• La torcedura de un hilo no influye en la resistencia de este, como se vio reflejado al relacionar ambos ensayos

• Tracción: podemos corroborar a que la lana está conformada por escamas que se solapan entre si y hacen una mayor resistencia lo que podemos comprobar de igual forma en las Fuerza de Tracción

Tipo de Hilo Fuerza de Tracción

Lana de oveja 11.57N

Carioca flame 8.011N

Baby alpaca 9.79N

¡GRACIAS!