Practica 1 mecanica de materiales

Máquinas de pruebas mecánicas y principales ensayos mecánicos

• Ensayo de tensión: El ensayo de tracción es el modo de obtener información sobre el comportamiento mecánico de los materiales cuando están sometidos a un esfuerzo de tracción.

Todo el proceso del ensayo está normalizado según las normas UNE.[pic 1]

El ensayo de tracción se realiza mediante una máquina universal de tracción que provoca la deformación de una probeta del material a ensayar al aplicarle una carga progresiva en sentido axial.

La probeta se sujeta por sus extremos en la máquina por medio de mordazas que a su vez someten la muestra a tensión progresiva. Esta carga provoca que la probeta se vaya alargando en longitud y adelgazando en sección (estricción) de un modo progresivo hasta alcanzar la fractura de la pieza. Es, por tanto, un ensayo destructivo y, para que sea válido, la rotura debe producirse en la zona central de la probeta.[pic 2]

La máquina, simultáneamente, mide la carga aplicada instantáneamente y la deformación resultante,y en un papel milimetrado se relacionan los datos de la fuerza (carga) aplicada a la probeta ensayada, y la deformación que va sufriendo.

• Ensayo de compresión: El ensayo de compresión entre bloques es más conveniente paraobtener información sobre el comportamiento del material enprocesos de conformado.

Se somete al material a una carga axial de compresión.

Probetas: cilindros o prismas rectos de caras paralelas.

Aplicación de la carga: axial y centrada (para que el estado tensional sea uniforme)

Se miden cargas y acortamientos.

Al igual que en el ensayo de tensión, para este ensayo se utiliza la maquina universal de pruebas y una probeta, solo que en este caso en lugar de ponerle una carga de tensión será una de compresión.

• Ensayo de torsión: El ensayo de torsión es un mecanismo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor.

        Consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un         dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el         extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango         de comportamiento linealmente elástico del material.

[pic 3]

Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales.

Las probetas utilizadas en el ensayo son de sección circular. El esfuerzo cortante producido en la sección transversal de la probeta         (t ) y el ángulo de torsión (q ).

                                Maquina para el ensayo de torsión

        La máquina de torsión, está destinada a ser         usada en los Laboratorios de Ensayo de         Materiales, en las Escuelas de Ingeniería         Industrial, Civil, Eléctrica, Mecánica, etc.[pic 4]

        Especificaciones:

        Nombre: máquina manual para pruebas de         torsión

        Capacidad: hasta 1,500 kg. - cm.

        Registro de la carga: electrónico con         indicación digital del valor         del par

        Voltaje: 115 V

        Longitud Máxima de Probeta: 225 mm

        Diámetro Máximo de Probeta: 9.525 mm (ACERO).

        Área ocupada en Mesa

        De Trabajo: 29 cm. * 85 cm.

        Altura Máxima: 40 cm.

        Relación del Reductor: 1:60

        Capacidad del fusible: 0.75 A

        Aceite para el Reductor: SAE-90

• Ensayo Flexión: Los objetivos de los ensayos de flexión son principalmente dos:

- Determinar una curva carga-desplazamiento del prototipo

- Determinar la distribución de deformaciones y de tensiones en la tela al estar solicitado el elemento a flexión.

Durante el ensayo se va incrementando la carga hasta alcanzar los escalones correspondientes a cada uno de los momentos que se quieren comprobar, realizando la lectura de fisuras en cada uno de ellos. Tiene especial importancia el instante en que se alcanza una fisura de espesor 0,2 mm, leyéndose en ese caso el valor de la carga para la posterior determinación del momento alcanzado.[pic 5]

Finalmente se comprueba que se supera la carga correspondiente al momento último y se sigue cargando hasta alcanzar el valor de rotura

• Ensayo de corte directo: Este método describe y regula el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a cabo deformando una muestra a velocidad controlada, cerca a un plano de cizalladura determinado por la configuración del aparato de cizalladura.

Este ensayo consiste en colocar el espécimen del ensayo en una caja de cizalladura directa, aplicar un esfuerzo normal determinado, humedecer o drenar el espécimen de ensayo, o ambas cosas, consolidar el espécimen bajo el esfuerzo normal, soltar los marcos que contienen la muestra y desplazar un marco horizontalmente respecto al otro a una velocidad  constante de deformación y medir la fuerza de cizalladura y los desplazamientos horizontales a medida que la muestra es cizallada.[pic 6]

• Ensayo de impacto: Los ensayos dinámicos son realizados para valorar la capacidad de resistencia de los materiales metálicos a las cargas de impacto (tenacidad) y determinar su tendencia a la destrucción frágil. Entre los ensayos de esta índole los más conocidos y estandarizados son los de impacto a flexión con muestras ranuradas. La velocidad de deformación en el caso de los ensayos dinámicos supera en varios órdenes a la velocidad de deformación en los ensayos estáticos.

Los impactos de ensayo a flexión son realizados con la ayuda del péndulo de Charpy, con una energía que sobrepasa los 30 kgf×cm. El esquema de ensayo se muestra en la figura.[pic 7]

La muestra se coloca hori­zontalmente en un patrón especial que garantiza es­trictamente la posición de la incisión (ranura, entalla) en la parte media del vano entre los apoyos. El impacto es apli­cado desde el lado opuesto a la incisión, en el plano perpendicular al eje longitudinal de la muestra. El péndulo se fija en la posición superior inicial a la altura ha de 1,6 m, lo que corresponde a una velocidad del cuchillo del péndulo, en el momento del impacto de 5,6 m/s. Luego la uña de fijación se retira, el péndulo cae libremente por efecto de su propia gravedad aplicando un impacto a la muestra, que la encorva y destruye elevándose en relación al eje vertical del péndulo Charpy en un ángulo b. Este ángulo es tanto menor, cuanto mayor es la energía aplicada en el proceso por el péndulo para la deformación y destrucción de la muestra.

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