Informe de flexion

1. Ensayo de flexión en metales.

1. Steven Fahir Fernandez (1), Andres Vitola Cervantes (2), Joe Silgado Romero (3) 
2. (1) Facultad de Ingeniería Mecánica. Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena de Indias, Colombia.
3. Grupo GI1; e-mail: fahirfer@hotmail.com
4. (2) Facultad de Ingeniería Mecánica. Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena de Indias, Colombia.
5. Grupo GI1; e-mail: andresvitocer@hotmail.com
6. (3) Facultad de Ingeniería Mecánica. Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena de Indias, Colombia.
7. Grupo GI1; e-mail: joe123@hotmail.com

1. INTRODUCCIÓN

La prueba de flexión en un material es una prueba cuasiestática que determina el módulo de flexión, el esfuerzo de flexión y la deformación por flexión en una muestra de material. Los  resultados de esta prueba describen el comportamiento de un material a través de un diagrama de  esfuerzo-deformación, al igual que las pruebas de tracción y compresión. Un material tiene resistencia a la flexión si es capaz de soportar cargas que provoquen momentos flectores en su sección transversal.

La resistencia a flexión es la habilidad de un material para resistir fuerzas de flexión aplicadas perpendicularmente a su eje longitudinal. El objetivo de éste tipo de prueba es determinar la resistencia y el módulo de flexión de una barra de un material cuando es sujeta a cargas de flexión.    Las pruebas de flexión son ampliamente usadas para estimar las propiedades mecánicas de polímeros rígidos, debido a la simplicidad del procesamiento de los datos obtenidos de la prueba. En ésta prueba, una barra plana rectangular es soportada simplemente cerca de cada extremo y sujeta a flexión en tres puntos con aplicación continua de carga en el punto medio. Para flexión a cuatro puntos se usan dos puntos de carga colocados cerca y simétricamente de uno y otro lado del punto medio, tanto los puntos de apoyo como los puntos de carga son circulares para minimizar la indentación de la muestra. A partir de las curvas esfuerzo-deformación se puede calcular la resistencia a la flexión o el esfuerzo de cedencia a flexión dependiendo del modo de falla.

1. OBJETIVOS

1. OBJETIVO GENERAL.

Analizar el comportamiento de un metal sometido a carga de flexión mediante el desarrollo del ensayo de flexión en tres puntos

1. OJETIVOS ESPECÍFICOS

• Analizar el comportamiento de diferentes probetas por medio de la relación carga deformación.
• Comprender como se puede aplicar el concepto de flexión en todo el campo de la ingeniería.
• Calcular la resistencia de la probetas al verse sometidos a cargas que le generan flexión.

1. MARCO TEÓRICO.

Para la comprensión de la práctica se deben conocer los siguientes conceptos:

Flexión: Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. (Rodríguez, 2018).

Habitualmente empleado en materiales frágiles, aunque aplicables a materiales metálicos ya que se puede efectuar con facilidad el ensayo de tensión debido a la presencia de defectos superficiales. 

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Figura 1: Esquema del ensayo de flexion a 3 puntos.

Con el ensayo de flexión estática se pueden deducir diferentes propiedades como la medida de la máxima capacidad que tiene una probeta para soportar una carga gradual aplicada en un pequeño periodo de tiempo (módulo de rotura), y por lo tanto, ya haber cuantificado la resistencia a la deflexión de la misma (módulo de elasticidad).

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Ec 1: Módulo de rotura                                  Ec 2: Módulo de elasticidad

Dónde:

F es la fuerza donde se fractura el material.

L longitud

w grosor

h la altura.

Φ la deflexion

1. DESARROLLO DEL TRABAJO

1. EQUIPOS Y MÉTODOS EXPERIMENTALES.

Los equipos para ejecutar la prueba fueron los siguientes:

• Maquina universal (ver Figura 2)
• Calibrador pie de rey (ver Figura3)
• Probeta de Acero 1045, bronce SAE 40, madera de pino y aluminio 6061 (ver Figura 4)

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Figura 2: Probetas Ac 1045, madera de pino, Br SAE 40 y al 6061.

Figura 3: Calibrador pie de rey

Figura 4: Maquina universal.

Previo a la práctica se deben fabricar las probetas estandarizadas. Las probetas necesarias para el ensayo de flexión se obtuvieron como resultado de cortar por la mitad barras prismáticas moldeadas por inyección de los diferentes materiales (figura 5.) del molde de la norma ASTM D-647.

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Figura 5: Probetas para los ensayos de flexion

Para iniciar con la prueba se tomaron una medicion de cada probeta, una para el ancho de la sección de la probeta ya que es de sección cuadrada y otra entre los puntos de fijación de la maquina universal (ver Figura 6). Seguido de esto se procedió a ubicar la probeta de dicho material Coloque la probeta centrada en los apoyos con la longitud menor de la sección transversal (h) en sentido vertical en el caso de la probeta de acero. A través del software de control, se programa la maquina universal para ejecutar un ensayo de flexión en tres puntos, en donde el ensayo se detiene al alcanzar una flecha máxima o igual a 50mm (para materiales metálicos) dado que este es el caso se debe aplicar con excepción de la madera.

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