INSTITUTO POLITECNICO

NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

Ciencia de los materiales II

ALUMNO: GONZALEZ ALTAMIRANO EDDY SAUL

N.BOLETA:2013361206

GRUPO:4MM2

1° ¿Qué es torsión y en que maquina se realiza el ensayo?R: El ensayo de torsión, es una prueba física (destructiva) y se dice que es la acción de enroscamiento de una sección de un cuerpo con respecto a una sección contigua.

Cualquier vector momento que sea colinial con un eje geométrico de un momento mecánico se llama vector de momento torsionante debido a que la acción de tal carga hace que el elemento experimente una torcedura alrededor o con respecto a ese eje. Una barra sometida a tal momento se dice que está en torsión.

En la figura se muestra un momento torsionante “T” aplicado a una barra solida indicando el sentido. Los vectores Momento torsionante se representan con las flechas mostradas en el eje X. El ángulo de torsión de una barra de sección circular se calcula con la siguiente formula

θ=TLGJ

En donde: = ángulo de torsión (rad)

T = momento torsionante (kg - cm)

L = longitud de la barra (cm)

G = modulo de rigidez (Kg./cm2)

J = momento polar de inercia del área transversal (cm4)

Este ensayo se lleva a cabo en una máquina para torsión, o torno especial instrumentado.

Nosotros hicimos la practica en una máquina para torsión marca amsler.

Características:

Bancad, carro, motor con 2 velocidades, volante regulador de velocidades, tacometo con tambor centesimal, cabezal móvil, cabezal fijo que se encuentra en el carro, goniómetro de 0 a 15° grados, tambor graficador, caratula para motor , escala de torques, dos discos con 5° de torque.

2° Elabore un registro del ensayo a torsión destructivo

R:Proceder el ensayo de torsión. Destructivo con una probeta de aluminio para determinar las propiedades mecánicas.

N° orden

Torque(Kg/cm)

CC2( 1/100 vuelta)

Goniómetro1 grado de vuelta

TiempoMin seg

ΔT de vuelta

ΔG ΔT(seg)

radiales angulo

OBSERVACIONES

1 16 0 0 0 0 4 0 0 0 02 20 0.01 1 0 2 20 1 2 19.99 0.3133 40 0.01 1 0 11 20 0 9 39.99 0.6274 60 0.02 2 0 22 20 1 11 59.98 0.9415 80 0.02 2 0 32 20 0 10 79.98 1.2556 100 0.03 3 0 43 20 1 11 99.97 1.5697 120 0.03 3 0 54 20 0 11 119.97 1.8838 140 0.04 4 1 06 20 1 12 139.96 2.1979 160 0.05 4 1 18 20 0 12 159.95 2.511 LP10 180 0.09 5 1 34 20 1 16 179.91 2.824 PC11 200 0.32 6 2 23 20 1 49 199.68 3.134

12 214 0.35 6 3 03 14 0 40 213.65 3.354

3° Mencione las variables con las que se trabaja en un ensayo a torsión R: para el ensayo de torsión se utiliza la siguiente formula de donde obtenemos sus variables. El ángulo de torsión de una barra de sección circular se calcula con la

siguiente formula:θ=TLGJ

En donde: = ángulo de torsión (rad)

T = momento torsionante (kg - cm)

L = longitud de la barra (cm)

G = modulo de rigidez (Kg./cm2)

J = momento polar de inercia del área transversal (cm4)

El momento torsionante "T" se calcula considerando el valor de la fuerza y el radio.

T = F R

118mm

9.5mm

35mm 48mm 35mm74mm

9.5mm

35mm 35mm

El modulo de rigidez "G" Conocido también como Módulo de elasticidad angular se calcula considerando el modulo de elasticidad "E" por una constante de valor de 0.385:

G = 0.385 E

4°Mencione el tipo y dimensiones de probetas para un ensayo a torsión R: A continuación tenemos las dimensiones de las probetas utilizadas en el ensayo a torsión, la primera para ensayos no destructivos y la segunda para ensayos destructivos.

5° ¿Qué es desgaste?R: El desgaste es un fenómeno superficial que consiste en el deterioro o desprendimiento de partículas que sufren las superficies en contacto a causa de la fricción a la que se encuentran sometidas o el medio ambiente.

El desgaste es un efecto destructivo al que están expuestos los materiales.

6° ¿Cuál es la diferencia de diversos materiales al desgaste?R: La diferencia en el desgaste de diversos materiales se debe a sus propiedades físicas, químicas y a las condiciones de trabajo. La finalidad del Ingeniero, es determinar el desgaste que pueden sufrir las partes de una maquina o elementos

4mm

sometidos a un trabajo. Así como la elección de un lubricante que reduzca, contrarrestare el desgaste.

Factores que influyen en el desgaste

a) Tipo de material. b) Velocidad de trabajo. c) Carga aplicada.

7° En la edad media, ¿Qué materiales se consideraban resistentes al desgaste y era uno de sus preferidos en Europa?

R:en la edad media se creía que el acero era el material mas resistente y no tenia desgaste, es por esto que se usaba para todos los inventos que necesitaban un material resistente e incluso para protegerse ellos mismos.

8° ¿Qué elementos existen que eviten el desgaste?R: Además de la lubricación, existen técnicas para proteger superficialmente los metales contra el desgaste los cuales son:

a) Recubrimiento electrolítico b) Oxidación anódica c) Difusión metálica d) Metalizado e) Recargas con metal duro f) Tratamientos térmicos

9° ¿Cuántos tipos de movimientos rotativos existen en los sólidos? R: El movimiento relativo puede ser por deslizamiento unidireccional de vaivén, o bien por la interacción que ocurre bajo carga en contacto oscilatorio de pequeña amplitud. Se sabe que los picos superficiales que coinciden, fluyen plásticamente y forman fuertes uniones endurecidas por el trabajo. A medida que estos se rompen bajo la tracción tangencial impuesta a los sólidos estas van perdiendo material.

10° ¿En la adherencia que tipos de movimientos existen y cuales son?R: Se define como el proceso que produce perdida del material entre las superficies que interactúan como resultado de la adherencia entre superficies.

El movimiento relativo puede ser por deslizamiento unidireccional de vaivén, o bien por la interacción que ocurre bajo carga en contacto oscilatorio de pequeña amplitud. Se sabe que los picos superficiales que coinciden, fluyen plásticamente y forman fuertes uniones endurecidas por el trabajo. A medida que estos se rompen bajo la tracción tangencial impuesta a los sólidos estas van perdiendo material.

El desgaste por este mecanismo es severo y puede presentarse en la cadena cinemática de una maquina, siempre que no exista lubricación adecuada en la interfase de dos cuerpos en contacto.

11° ¿El desgaste por abrasión por que se da?R: Cuando un cuerpo duro se desliza sobre una superficie blanda al aplicar el esfuerzonormal se graba en este, una serie de surcos lo que se conoce como desgaste por abrasión de dos cuerpos.

Las partículas sueltas que entran en contacto con las superficies deslizantes actúan como esmeriles y el proceso de eliminación de metal se conoce como desgaste por abrasión de 3 cuerpos. Las partículas duras pueden ser residuos metálicos atrapados como resultado del rozamiento o bien, capas de oxido desprendidas.

12° ¿El desgaste por fatiga como se da, y que naturaleza de movimiento lo origina?R: El modo predominante de este tipo de desgaste es por desprendimiento de material de las superficies, debido al movimiento unidireccional o de vaivén.

La falla se presenta en contactos lubricados, en baleros de rodillo o de bolas, en engranes, levas y mecanismos impulsores de fricción. Donde la pérdida del material es por desprendimiento de capas superficiales y por picaduras.

13° ¿A que profundidad aparecen las grietas por fatiga?R: Se considera que las grietas por fatiga aparecen debajo de la superficie de un punto en que el coeficiente cortante es máximo: obviamente puede lograrse una mejoría en la vida de estos elementos si se trabaja una carga de contacto baja.

14° ¿Qué se requiere para evitar este tipo de defectos?R: El método preferido en la industria es producir componentes con una profundidad óptima de capa endurecida junto con un buen acabado superficial.

Este acabado puede obtenerse por carburación o nitruración.

15° De 2 ejemplos de desgaste por fatigaR: La falla se presenta en contactos lubricados, en baleros de rodillo o de bolas, en engranes, levas y mecanismos impulsores de fricción. Donde la pérdida del material es por desprendimiento de capas superficiales y por picaduras.

16° ¿Qué es desgaste por erosión?R: Se define como el proceso de eliminación de metal provocado por incidencia de partículas sólidas sobre una superficie. El desgaste por erosión puede ser deliberado como en el caso de la limpieza de piezas coladas, cascos de barco por medio de chorros de arena, pero en ocasiones se produce perdida muy costosa de material como en el caso de las hélices de turbina, de turbina de gas o los refractarios de hornos eléctricos o en los hornos de fabricación de vidrio o fritas. El grado de desgaste tiene relación con el ángulo de incidencia de las partículas respecto a las superficies.

17° ¿Qué es erosión con cavitacion? Y de 3 ejemplosR: La cavitación ocurre en la superficie del metal donde el líquido fluye a alta velocidad y existen cambios de presión, de dirección.

Un caso típico son las hélices de un barco, cortinas, vertedores de presas y bombas hidráulicas. Los cálculos indican que la rápida impulsión de burbujas de vapor pueden producir presiones localizadas de hasta 60 000 psi. Con repetidas impulsiones de burbujas de vapor puede producirse un daño considerable en la superficie metálica. En los baleros lubricados también se presenta el desgate por cavitación, los impulsores y propulsores.

18° ¿Qué tipo de materiales son los más efectivos para evitar la erosión por cavitación? Y de 3 ejemplos de estos materiales.R:para evitar este tipo de erosion se tieneque evitar que el amtrial se corroa o llegue a ocidarse, uno de los principales materiales usados para evitar esto, son: los aceites,

lubricantes, empaques y sellos térmicos que eviten el contacto del ambiente con el metal a proteger.

19° Escriba el procedimiento para ensayo de desgasteR: Para efectuar el ensayo se efectuó el siguiente procedimiento:

1. Seleccionar el tipo de material a ensayar (probetas).2. Medición del diámetro y espesores de las probetas con el calibrador.3. eterminar la dureza de las probetas.4. Seleccionar las condiciones: escalas de torque y de empuje radial, así como los

contrapesos necesarios.5. Montar el contrapeso de 150 kg en el péndulo del dinamómetro.6. Preparar el tambor de autográficas (papel y plumilla), así como la barra que

lleva el contador de ciclos CC2, montar la barra en la guía posterior central de la máquina y el porta lápiz o plumilla para graficar el desgaste.

7. Retirar el cabezal móvil embisagrado girándolo con cuidado a su posición neutra (engranes de baquelita).

8. Montar la probeta abrasiva en la flecha principal, colocar la tuerca (de cuerda izquierda) y apretar. Montar la probeta sensible en la flecha secundaria y la tuerca, inmovilizando esta flecha con el perno correspondiente, apretar la tuerca y retirar el perno.

9. Abatir el cabezal móvil suavemente hasta las dos probetas hagan contacto.10. Introducir en la ranura la escala de torques y asegurarla con su tornillo

apretándola manualmente. Montar el cerrojo asegurándolo con el perno, girar el tornillo del cerrojo manualmente incrementando el empuje radial deseado.

11.Leer la cifra que tiene el contador de ciclos CC1, ajustar manualmente la cantidad para que el engrane reductor lateral coincida el cero con la aguja.

12.Montar la escala de torque introduciéndola en los pernos.13.Colocar el contador de ciclos CC2, que contiene el volante de 41,3 mm con una

escala graduada en centésimos a la barra del integrador y asegurar el ensamble del CC2 con la tuerca estriada.

14.Enchufar la clavija en el contacto de 220 V y asegurarla girándola.15.Levantar con cuidado el péndulo con los contrapesos, evitando golpear la

bancada de la máquina. Mover la perilla tipo mariposa a la posición 1.16.Soltar el péndulo dejando que la máquina continúe con el tiempo de desgaste.

20° Describa el procedimiento para partículas magnéticasR: Esta prueba se realiza en metales que pueden ser magnetizadas, Para detectar discontinuidades cerca de la superficie., Se induce un campo magnético, después de magnetizar la pieza se espolvorea con partículas de polvo de hierro muy fino el cual se introduce o filtra en la fisura o falla mostrando mayor concentración del polvo de hierro en el área afectada, el polvo se puede teñir o recubrir con un material fluorescente.

21° Escriba procedimiento para partículas fluorescentesR: 1° limpieza inicial de la pieza: para quitar de la superficie de la pieza polvos, grasa y corrosión(secar con un trapo limpio)

2°inmersion de la pieza en aceite con partículas fluorescentes en suspensión durante media hora

3°pero como la pieza tiene defectos visibles y notables reducimos el tiempo a 10 min

4°limpieza intermedia de la pieza: para quitar de las superficies de la pieza el exceso de la pieza con partículas, lavar con agua y jabón, secar con un trapo limpió.

5°rosiar la superficie de la pieza con cal o talco y esperar a que ecsuda el penetrante

6°observar cuidadosamente la superficie de la pieza con la lámpara de luz negra y vapor de mercurio para detectar defectos superficiales

7° limpieza de la pieza para quitar de la superficie de la pieza el exceso de aceite y partículas fluorescentes lavar con petróleo y secar con trapo limpio.

22° Escriba procedimiento para partículas colorantesR:1°limpieza inicial de la pieza: para quitar de la superficie de la pieza, polvos grasas, aceites, oxidación y corrosión (lavar con petróleo y secar con trapo limpio)

2°Rosiar la pieza con penetrante y dejarlo media hora para que penetre en lo más profundo de grietas o fisuras, por tener las piezas defectos visibles y notables se reduce el tiempo a 10 min

3° Limpieza intermedia de la pieza: para quitar exceso de penetrante lavar con removedor y secar con un trapo limpio. (Rociar la franela con removedor limpiando totalmente la pieza)

4°Rosiar la superficie de la pieza con removedor, formando una capa homogénea en la superficie de la pieza y esperar a que evapore.

5°Observar cuidadosamente la superficie de la pieza y esperar para detectar los defectos superficiales.

6°limpieza final de la pieza: para quitar el exceso de revelador y penetrador. Lavar con petróleo y secar con un trapo limpio

23° Elabore registro de datos y resultados por partículas fluorescentes, magnéticas y colorantes.

R:

24° Defina ¿Qué es un ensayo destructivo?R: Son aquellos que sirven para determinar las propiedades y características de un material sometidos en algunos casos hasta su ultima resistencia.

Estos ensayos se dividen en dos grupos:

a) Estáticos.

b) Dinámicos.

ENSAYOS ESTATICOS.

Dureza.

Tensión.

Compresión

Flexión.

Torsión.

ENSAYOS DINAMICOS.

Los ensayos dinámicos se caracterizan por tener un movimiento para desarrollar la prueba o ensayo, los cuales son:

Dureza.

Impacto

Fatiga.

25° ¿Cuáles son los beneficios de un ensayo no destructivos?

R: este tipo de ensayos tiuene muchos beneficios: uno es que puedes inspeccionar la pieza sin fracturar su estructura ni dañar la pieza, generalmente estos ensayos son muy eficaces y no sometes la pieza a algún esfuerzo que pueda alterar su estructura, dentro de la industria estos ensayos pueden ser muy seguros y varatos.

26° ¿Cuáles son las ventajas y limitaciones de los ensayos no destructivos?

R:las vetajas son: es un procedimiento varto dentro de la industria, muy seguro y fácil de realiza, no se afecta la estructura de la pieza que estas tratando, no causas ningún tipo de fractura o esfuerzo dentro de la pieza.

Algunas de las desventajas de estos ensayos: es que la precisión no es la misma, se tiene que inspeccionar y se toma encuenta el criterio de la persona que realiza el ensayo, puede tener menos precisión que un ensayo destructivo, y las características que se observan en estos ensayos son superficiales.

27° ¿Cuál es el principio de operación del método de inspección visual?R: Es un examen, medición, prueba y registro de las características de un producto o servicios comparados contra lo especificado, para determinar su aceptación.

La inspección visual se ocupa, cuando se desea detectar algún defecto superficial, esto generalmente se efectúa a simple vista.

En las empresas se ocupa para analizar el acabado, la apariencia de una pieza, un ensamble o un producto terminado.

28° ¿Cuál es el principio de operación, aplicación y limitación del método de partículas magnéticas?R: Esta prueba se realiza en metales que pueden ser magnetizadas, Para detectar discontinuidades cerca de la superficie., Se induce un campo magnético, después de magnetizar la pieza se espolvorea con partículas de polvo de hierro muy fino el cual se introduce o filtra en la fisura o falla mostrando mayor concentración del polvo de hierro en el área afectada, el polvo se puede teñir o recubrir con un material fluorescente.

29° ¿Cuál es el principio de operación, aplicación y limitación del ensayo de partículas fluorescentes?R: Este ensayo se puede aplicar a materiales magnéticos y no magnéticos. La pieza se sumerge en un baño que contiene material fluorescente el cual es absorbido por la falla o la fisura, el liquido excedente se elimina. La pieza se pone debajo de una lámpara de luz ultravioleta, cualquier fisura será mostrada por la presencia de áreas fluorescentes.