Practica: Esfuerzos y deformaciones principales

2.0  Contenido

3.0 Objetivo

Conocer el comportamiento de un material a estar sometida a una carga repentina (esfuerzos multiaxiales) y de esta manera evaluar la fragilidad del material en estas condiciones.

4.0 Condiciones del ensayo

La prueba debe relizarse a temperatura ambiente, en este caso la temperatura fue de 22ºC y con 20% de humedad, la cual se encuentra dentro de los limetes 10 a 35ºC.

5.0 Material y equipo utilizado

6.0 Introducción

La fragilidad de un material es una propiedad mecanica que es de suma importancia para el diseño y aplicación del mismo ya que es un factor que podra determinar su eficiencia de uso, es por eso que es importante encontrar la fragilidad de cada material, esto es posible gracias a un ensayo de impacto, que en este caso se ocupa uno tipo charpy, el cual conisiste en impactar una probeta con un pendulo que por propia masa gana energia cinetica al ser colocado a una altura incial la cual es la causante de la ruptura y por medio de una diferencia de energias se puede calcular la energia que absorvio el material.

Ademas de que esta prueba arroja valores que sirven para hacer el trazo de un grafico temperatura-Energia absorbida, el cual indica la temperatura a la que el material es fragil y a cual es ductil, por medio de la temperatura de trancisión, r

En comparación con la prueba de tensión destructiva este ensayo aplica cargas grandes y repentinas al material, mientras que en el ensayo de tensión aplica una carga progresiva, esto permite observar los tipos de fractura (fragil y ductil) dentro de la probeta. A continuacion se presentan los resultados de un ensayo que se realizo a una serie de probetas a diferentes temperaturas, ocupando hielo seco para enfriar las probetas a temperaturas de -10ºC y asi poder tener mas puntos para la contrucción del diagrama.

7.0 Consideraciones Teoricas

 Este tipo de ensayo muestra una prueba de impacto sobre una barra muescada a un angulo de 45º, esta es usada habitualemnte para materiales metalicos. Tiene por objetivo mostrar el comportamiento de metales cuando son sujetos a cragas repentinas, las cuales producen esfuerzos multiaxiales, estos estan relacionados con con la muesca.

Al someter a un golpe subito e intenso, en donde la velocidad del esfuerzo es grande produce que el material tenga un comportamiento fragil a diferencia de la prueba de tensión, pero este en esencia es el objetivo principal del ensayo.

La probeta en este ensayo tiene una muesca a 45º en V, con el objetivo de medir mejor las propagación de las grietas.

El ensayo comienza con la colocación de un pèndulo pesado que inicia su movimeinto a una altura (h0), al ser liberado traza un arco que posteriormente golpea a la probeta y la rompe, el pendulo sigue una trayectoria hasat alcanzar una altura final (h1).

Al conocer estas dos alturas de el pendulo se puede calcular la diferencia de energia potencial, la cual se interpreta como la energia requerida para ruptura de la probeta; por lo general en esta prueba se utilizan unidades del sistema ingles expresando la fuerza en (lb*pie) o en Joules (J), ocupando como factor de conversión 1 lb*pie=1.356 J.

La energia por unidad de volumen de deformación plastica que el material absorve o libera hasta el punto de ruptura es conocido habitualmente como tenacidad.

Para este ensayo se utiliza un péndulo, el cual tiene su centro de masa en el pendulo (1) que se encuentra a una distancia R del centro de giro (3), el pendulo cuenta con una masa m, la probeta (2) se coloca en la base de la maquina en forma horizontal, la masa del pendulo adquiere una determinada cantidad de energia potencial; se liberar el péndulo, formando un angulo (α), la energía potencial se convierte en cinética, la cual una parte de esta es necesaria para la ruptura de la probeta provocando una diferencia de energia cinética, el pendulo continua el movimiento hasta la altura h1 formando un angulo (β) .

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