Ensayo De Flexion

LABORATORIO 5: Evaluación de las propiedades mecánicas de varios materiales: Resistencia a la Flexión

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES: RESISTENCIA A LA FLEXIÓN

1. OBJETIVOS:

 Determinar el valor experimental de la resistencia a la flexión de metales utilizados en la industria general.

EQUIPO Y MATERIALES

Descripción Cantidad

Probetas metálicas 2

Máquina Universal de Pruebas modelo UH – 30A, marca

Shimadzu, 30_tf capacidad (294_kN)

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2. FUNDAMENTO TEÓRICO:

ENSAYO DE FLEXIÓN

El ensayo de flexión está estipulado principalmente para materiales frágiles. En los materiales dúctiles, la curva esfuerzo-deformación ingenieril generalmente pasa por un valor máximo; este esfuerzo máximo es la resistencia del material a la tensión (σnormal). La falla ocurre a un esfuerzo menor después de que se ha producido la reducción de área de la sección transversal que soporta la carga. En materiales con poca ductilidad, la falla ocurre a la carga máxima, donde la resistencia a la tensión y la resistencia a la ruptura son las mismas. En materiales muy frágiles, incluyendo muchos cerámicos, el esfuerzo de cedencia, la resistencia a la tensión y el punto de ruptura tienen un mismo valor (figura 5.1).

En muchos materiales frágiles no se puede efectuar con facilidad el ensayo de tensión debido a la presencia de defectos de superficie. A menudo, con sólo colocar un material frágil en las mordazas de la máquina de tensión este se rompe. Estos materiales se pueden probar utilizando el Ensayo de Flexión (figura 5.2).

Figura 5.1 Comportamiento mecánico en el ensayo de tensión de materiales frágiles, en comparación con materiales más dúctiles (Fuente: D. Askeland, Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 3era edición, International Thomson Editores S.A. de C.V., México, 1998.)

Figura 5.2 Esquema del ensayo de flexión utilizado para medir la resistencia de materiales frágiles (Fuente: D. Askeland, Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 3era edición, International

Thomson Editores S.A. de C.V., México, 1998.)

Al aplicar la carga en tres

puntos causando flexión, actúa una fuerza

que

provoca

tensión sobre la superficie,

opuesta

al punto

medio de la

probeta . La fractura iniciará en este sitio. La resistencia a la flexión, o módulo

de ruptura describe la

resistencia

del material:

donde:

 flexión

 3F L

2wh2

(ec 5.1)

σflexión = esfuerzo de flexión, [N/m2]

ܨത = carga aplicada entre los apoyos para la fractura, [N]

L = distancia entre los dos puntos de apoyo, [m]

w = ancho de la probeta, [m]

h = alto de la probeta, [m]

Los resultados de la prueba de flexión son similares a las curvas esfuerzo-deformación; sin embargo, el esfuerzo se traza en función de deflexiones, en vez de en función de deformaciones (figura 5.3).

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