Prueba de impacto

PRUEBA DE IMPACTO-BAR DENTADA

Varios tipos de ensayo de impacto-bar con muescas se utilizan para determinar la tendencia de un material para comportarse de una manera frágil. Este tipo de prueba detecta diferencias entre los materiales que no son observables en una prueba de tensión. Los resultados obtenidos a partir de ensayos de barra con muescas no se expresan fácilmente en términos de requisitos de diseño, ya que no es posible medir los componentes de la condición de tensión triaxial en la muesca. Por otra parte, no existe un acuerdo general sobre la interpretación del significado de los resultados obtenidos con este tipo de prueba.

Un gran número de barra con muescas especímenes de prueba de diferente diseño ha sido utilizado por los investigadores de la fractura frágil de los metales. Dos clases pf especímenes han sido estandarizados para las pruebas de impacto con muesca. Especímenes de barras Charpy se utilizan más comúnmente en los Estados Unidos, mientras que el espécimen Izod se ve favorecida en Gran Bretaña. Las muestras Charpy tiene una sección transversal cuadrada (10X10 mm) y contiene una muesca V 45 °, 2 mm de profundidad con 0,25 mm de radio raíz. El espécimen se admite como un haz en una posición horizontal y se carga detrás de la muesca por el impacto de un péndulo oscilante pesada (la velocidad de impacto es de aproximadamente 5 s ^ -1) .La muestra se ven obligados a una curva y la fractura en un alto cepa tasa del orden de 10 ^ 3 s ^ espécimen -1.The Izod, que se utiliza raramente hoy en día, ya sea tiene una sección transversal circular o cuadrada y contiene una muesca V cerca del extremo sujeto. La diferencia en la carga entre el Charpy y la prueba Izod se muestra en la Fig. 14.1

Restricción de plástico en la muesca produce un estado de tensión triaxial similar a la mostrada en la Fig. 7-15. La concentración máxima de plástico estrés viene dada por:

donde w es el ángulo de flanco incluido de la muesca. Los valores relativos de las tres tensiones principales dependen fuertemente de las dimensiones de la barra y los detalles de la muesca. La muestra estándar es lo suficientemente gruesa como para asegurar un alto grado de carga plano-deformación y triaxialidad a través de casi toda la sección transversal con muescas. Por lo tanto, el espécimen Charpy con muesca en V estándar proporciona una prueba severa de fractura frágil. Por lo tanto, las muestras no estándar se deben usar con mucho cuidado.

La principal medida de la prueba de impacto es la energía absorbida en la fractura de la probeta. Después de romper la barra de ensayo, el péndulo rebota a una altura que disminuye a medida que la energía absorbida en fractura aumenta. La energía absorbida en la fractura, generalmente expresada en julios, se lee directamente de un dial calibrado en el probador de impacto. La energía necesaria para la fractura de una probeta Charpy es a menudo diseñados Cv, por ejemplo, Cv 30 J. En Europa resultados de la prueba de impacto se expresan con frecuencia en la energía absorbida por unidad de área de la sección transversal de la probeta. Es importante darse cuenta de que la energía de fractura medido por la prueba de Charpy es sólo una energía relativa y no puede ser utilizado directamente en las ecuaciones de diseño.

Otra medida común obtenido a partir de los resultados de la prueba Charpy desde el examen de la superficie de la fractura para determinar si la fractura es fibroso (fractura de cizallamiento), granular (fractura de escisión), o una mezcla de ambos. Estos diferentes modos de fracaso son fácilmente distinguibles incluso sin ampliación. Las facetas planas de fractura hendidura proporcionan una alta reflectividad y aspecto brillante, mientras que la superficie con hoyuelos de una fractura fibrosa dúctil proporciona una superficie de luz de absorción y aspecto mate. Por lo general, como estimación se realiza del porcentaje de la superficie de fractura que es la escisión (o fibroso) fractura. Figura 14-2 muestra cómo se incrementa la aparición de fracturas cambios de escisión plana 100 por ciento (izquierda) y 100 por ciento fibroso (derecha) como la temperatura de ensayo. Tenga en cuenta que la fractura fibrosa aparece primero alrededor de la superficie exterior de la muestra (labio de corte) donde la restricción triaxial es el menos. Una tercera medición que a veces se hace en la prueba de Charpy es la ductilidad, como se indica por el porcentaje de contracción de la muestra en la muesca.

...