Ensayo de cizallamiento

Ensayo de cizallamiento

Introducción

Puede que no se haya dado cuenta, pero ya ha practicado el cizallamiento muchas veces en su vida. Después de todo, al cortar un tejido, al rebanar un pedazo de queso o cortar recortes del papel con una guillotina, estamos haciendo el cizallamiento.

En el caso de los metales, podemos practicar el cizallamiento con tijeras, prensas de corte, dispositivos especiales o simplemente aplicando esfuerzos que resulten en fuerzas cortantes. Al ocurrir el corte, las partes se mueven paralelamente, por resbalón, una sobre la otra, separándose. A este fenómeno damos el nombre de cizallamiento.

Todo material presenta cierta resistencia al cizallamiento. Saber hasta dónde va esta resistencia es muy importante, principalmente en la estamparía, que incluye corte de chapas, o en las uniones de chapas por soldadura, por remaches o por tornillos, donde la fuerza cortante es el principal esfuerzo que las uniones van a tener de soportar.

En esta clase usted se conocerá dos modos de calcular la tensión de cizallamiento: realizando el ensayo de cizalla y utilizando el valor de resistencia a la tracción del material. Y sabrá cómo se realizan los ensayos de cizallamiento de algunos componentes más sujetos a los esfuerzos cortantes.

La fuerza que produce el cizallamiento

Al estudiar los ensayos de tracción y de compresión, usted se enteró que, en los dos casos, la fuerza aplicada sobre los cuerpos de prueba actúa a lo largo del eje longitudinal del cuerpo.[pic 1]

En el caso del cizallamiento, la fuerza se aplica al cuerpo en la dirección perpendicular a su eje longitudinal. Esta fuerza cortante, aplicada en el plano de la sección transversal (plano de tensión), provoca el cizallamiento. Como respuesta al esfuerzo cortante, el material desarrolla en cada uno de los puntos de su sección transversal una reacción llamada resistencia al cizallamiento. La resistencia de un material al cizallamiento, dentro de una determinada la situación de uso, puede determinarse mediante el ensayo de cizallamiento.[pic 2]

Cómo se realiza el ensayo de cizallamiento[pic 3]

La forma del producto final afecta su resistencia al cizallamiento. Por eso, razón por la cual el ensayo de cizallamiento es más frecuentemente hecho en productos acabados, tales como pernos, remaches, tornillos, cordones de soldadura, barras y chapas. Es también por eso que no existen normas para la especificación de los cuerpos de prueba. Cuando es el caso, cada empresa desarrolla sus propios modelos, en función de las necesidades.

Del mismo modo que en los ensayos de tracción y de compresión, la velocidad de aplicación de la carga debe ser lenta, para no afectar los resultados del ensayo. Normalmente el ensayo se realiza en la máquina universal de ensayos, a la que se adaptan algunos dispositivos, dependiendo del tipo de producto a ser ensayado. Para ensayos de pines, remaches y tornillos se utiliza un dispositivo como lo que está representado simplificadamente en la figura siguiente.

El dispositivo se fija en la máquina de ensayo y los remaches, tornillos o pines se insertan entre las dos partes móviles. Al aplicar una tensión de tracción o compresión en el dispositivo, se transmite una fuerza cortante a la sección transversal del producto ensayado. En el transcurso del ensayo, esta fuerza será elevada hasta que ocurra la ruptura del cuerpo. En el caso de ensayo de soldadura, se utilizarán cuerpos de prueba similares a los empleados en ensayos de pines. Sólo que, en lugar de los pines, se utilizan uniones soldada.[pic 4]

Para ensayar barras, fijadas a lo largo de su longitud, con un extremo libre, se utiliza el dispositivo abajo:

En el caso de ensayo de chapas, se emplea una estampo para corte, como el que se muestra a continuación.

[pic 5]

En este ensayo normalmente se determina solamente la tensión de cizallamiento, es decir, el valor de la fuerza que provoca la ruptura de la sección transversal del cuerpo probado. ¿Quieres saber más sobre la tensión de cizalla? Entonces, estudia el siguiente tema.

Tensión de cizallamiento

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