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ENSAYOS MECANICOSTecnologa de los materiales

ENSAYOS MECANICOSson procedimientos normalizados que tienen por objeto comprobar las caractersticas y propiedades de los materiales o descubrir defectos en piezas. Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones.

Plasticidad Capacidad de un material a deformarse ante la accin de una carga, permaneciendo la deformacin al retirarse la misma. Es decir es una deformacin permanente e irreversible.

Elasticidad se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre l. La deformacin recibida ante la accin de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga.

Dureza es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es duro porque es difcil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a la deformacin superficial por uno mas duro.

Resistencia se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposicin al cambio de forma y a la separacin, es decir a la destruccin por accin de fuerzas o cargas.

Tenacidad Es un parmetro que mide el balance entre la energa necesaria para propagar una grieta y la energa absorbida por el material y se define como energa absorbida por unidad de rea de la grieta.

FragilidadPropiedad que tienen ciertos cuerpos de romperse por el choque, la presin, etc., en vez de deformarse.

Rigidezes la capacidad de un elemento estructural o de un objeto slido para soportar esfuerzos sin deformarse o desplazarse.

Resilenciaes la capacidad de oponer resistencia a la destruccin por carga dinmica. Ductilidad se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo hilos.

ENSAYOS DESTRUCTIVOSENSAYOS NO DESTRUCTIVOS La pieza o probeta ensayada resulta daada o Alterada respecto a su situacin previa al ensayo.no se produce alteracin alguna en la pieza ensayada.LOS ENSAYOS PUEDEN DERIVARSE EN:

ENSAYOS DESTRUCTIVOS

-ENSAYO DE TRACCION-ENSAYO DE COMPRESION-ENSAYO DE RESILIENCIA- ENSAYO DE DUREZA SUPERFICIAL- ENSAYO DE FLUENCIA- ENSAYO DE PANDEO- ENSAYO DE TORSION- ENSAYO DE FATIGA

ENSAYOS DE TRACCIONEs el ensayo destructivo mas importante. Consiste en someter a una probeta normalizada a esfuerzos de estirado progresivos y crecientes hasta llegar a su rotura. Para ello se utiliza una maquina de ensayo, consistente de dos mordazas, una fija y otra mvil, entre las cuales se sita la probeta.

La fuerza sobre la probeta (material a ensayar) es registrada y controlada durante todo el ensayo. Al mismo tiempo se controlan los alargamientos de la misma.

Fractura de un material dctil, el cuello de la probeta es casi un punto.

(b) Fractura dctil moderada despus de la formacin del cuello.

( c) fractura frgil sin ninguna deformacin plstica

Es el limite de proporcionalidad de la grafica. Nos indica que en la zona elstica el esfuerzo es directamente proporcional a la deformacin unitaria y la constante de proporcional es E. LEY DE HOOKEMDULO DE YOUNG El mdulo de elasticidad o mdulo de Young es una medida de la rigidez del material y corresponde a la pendiente E de la recta inicial de la curva esfuerzo-deformacin, donde se hace posible aplicar la ley de Hooke. Mientras mayor es el valor de E, mas rgido es el material y menor ser la deformacin elstica total.

E = / = constante

ENSAYOS DE COMPRESIN Este ensayo estudia el comportamiento de un material sometido a un esfuerzo de compresin, progresivamente creciente, hasta conseguir la rotura o aplastamiento.

Se suele utilizar en materiales fragiles (piedras y hormigon) y en todos aquellosmateriales que se van a utilizar bajo este tipo de esfuerzos.

Se emplea mucho menos que el de traccion y muy poco en fabricacion mecanica.

.Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresin en un dispositivo para ensayo de compresin o una mquina universal de ensayos.

El diagrama de compresin es semejante al diagrama de traccin. Los datos que proporciona el diagrama compresin son similares a los de traccin y de signo contrario; en los materiales elsticos no existe una verdadera carga de rotura por compresin, ya que se aplastan sin romperse, tomando la forma de tonel.

ENSAYOS DE RESILIENCIAExisten otros ensayos destructivos que permiten evaluar la resistencia del material frente, por ejemplo, al impacto (resiliencia). El ensayo Charpy permite calcular cuanta energa logra disipar una probeta al ser golpeada por un pesado pndulo en cada libre. El ensayo entrega valores en Joule, y estos pueden diferir fuertemente a diferentes temperaturas.

Resiliencia: Resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.

.Ensayo Charpy. La probeta se apoya en sus extremos y se golpea en el centro por la cara contraria a la entalla. .Ensayo Izod. La probeta empotrada por una de sus mitades se golpea en el extremo del voladizo por la cara de la entalla.

-tiene por objeto conocer la resistencia de un metal para soportar una carga dinmica de choque.-La resiliencia es la caracterstica mecnica contraria a la fragilidad; a mayor resiliencia menor fragilidad.

ENSAYOS DE DUREZA La dureza se define como la resistencia de un material a ser marcado por otro. Se prefiere el uso de materiales duros cuando estos deben resistir el roce con otros elementos. Es el caso de las herramientas de construccin (palas, carretillas, pisos, tolvas).

La dureza puede medirse como la resistencia a ser rayado o penetrado por otro cuerpo.- Ensayo BRINELL.- Ensayo VICKERS- Ensayo ROCKWELL

Penetrador: Bolas esfricas pulidas y sin defectos superficiales.

Existen 3 calidades:- acero con alto contenido en Carbono.- acero templado-carburo de wolframio

Carga = P (entre 31,25 y 3000 kg).

. Ensayo indicado para materiales blandos y semiduros.

Ensayo BRINELL (HB)Durmetro.

En la actualidad se emplea para medir durezas en piezas templadas y delgadas con espesores mnimos de hasta 0,2 mm.

- Penetrador: Pirmide de diamante de base cuadrada (Angulo 136o)- Carga = P (kg). Desde pocos gramos hasta 120 kg (normalmente 30 o 50 kg)Ensayo VICKERS (HV)

No mide la superficie de la huella sino la profundidad de las huellas. Este ensayo se ideo para medir la dureza mas rpidamente. Sirve para todo tipo de materiales metlicos:- Materiales Blandos: HR BOLA- Materiales Duros: HR CONOPequeos espesores: HR SUPERFICIAL.

Metodologa de los ensayos:Aproximar el penetrador a la probeta.Aplicar precria (10 kg). Registrar h0Aplicar carga adicional. En total max. 150 kg o 100 kg. durante 5 seg.Eliminar la carga adicional, pero no la precarga, y medir la profundidad de huella (h1).E = h1-h0 (mm)

Durmetro rockwell superficial digital.Ensayo ROCKWELL (HR)

HRB= 130-e

HRC=100-e

La fluencia es la deformacin permanente de los cuerpos sometidos a cargas pequeas y a temperaturas elevadas.El limite de fluencia es la carga mxima que puede soportar un cuerpo en un intervalo de temperaturas sin que se rompa en un tiempo indefinido.El ensayo se realiza de manera similar al ensayo de traccin pero en el interior de un horno elctrico.

ENSAYO DE PANDEOPiezas largas y esbeltas sometidas a compresin. Se busca la carga mxima quesoporta la pieza sin fallo por pandeo.ENSAYO DE FLUENCIA

Los efectos de la aplicacin de una carga de torsin a una barra son:

(1) producir un desplazamiento angular de la seccin de un extremo respecto al otro y (2) originar tensiones cortantes en cualquier seccin de la barra perpendicular a su eje.El ensayo de torsin es un ensayo en que se deforma una muestra aplicndole un par torsor (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).ENSAYO DE TORSION

ENSAYO DE FATIGAUn ensayo especial es el ensayo de fatiga con probeta rotatoria, en el cual una probeta se hace girar por medio de un motor, mientras se le aplica una carga conocida. La probeta queda sometida a una flexion alternada, que se traduce en que un punto cualquiera de la probeta queda sometido a un ciclo de cargas que va de traccion a compresion. Esto produce fisuras que se van propagando lentamente, reduciendo el area hasta un punto tal en que la probeta no pueda resistir la carga aplicada y se rompe.