Ensayo De Flexion

OBJETIVOS

General

 Someter una probeta estática, simplemente apoyada y de dimensiones conocidas a una fuerza central gradualmente creciente en dirección radial que tiende a flectarla.

Específicos

 Determinar las propiedades mecánicas y valores específicos de la probeta ensayada.

 Estudiar el comportamiento del material bajo cargas flectoras.

 Identificar los equipos e instrumentos mecánicos para realizar el ensayo.

INTRODUCCIÓN / MARCO TEORICO

Es común el diseño de estructuras y piezas que van a soportar cargas perpendiculares a su eje axial; las cuales ocasionan corte y flexión a la pieza es por ello importante el estudio previo para seleccionar los materiales y dimensiones necesarias para tal aplicación.

Existen vario ensayos que se pueden realizar para determinar ciertas propiedades mecánicas de utilidad en el diseño, entre ellos se encuentra el ensayo de flexión que se realiza aplicando carga creciente en el centro de la probeta para provocar la deflexión y hasta la ruptura de la misma y esto permite obtener una estimación de los esfuerzos que puede soportar el material y las propiedades mecánicas relacionadas con el tipo de ensayo.

En el proceso de flexionar la sección transversal de un material implica someter al material a esfuerzos de tensión en la mitad inferior de la sección transversal y a esfuerzos de compresión en la mitad superior, si el material no llega a la fractura éste quedará permanentemente flexionado.

Los materiales duros y frágiles que poseen elasticidad pero poca o ninguna plasticidad, se ensayan frecuentemente por el método de someter al espécimen a una carga de flexión. Normalmente estos materiales son sometidos a ensayo de doblado o también conocido como ensayo de flexión para probar su resistencia usando el montaje de una probeta apoyada en sus entremos y con una fuerza aplicada en el centro de la muestra, en donde se deja deformar elásticamente hasta un punto inmediatamente anterior a la fractura. El rompimiento ocurre generalmente porque se ha sobrepasado la última resistencia a la tensión de las fibras externas del espécimen.

El ensayo de flexión se utiliza también para ciertos materiales no frágiles tales como polímeros termoplásticos. Como en este caso es más probable que el material se deforme en lugar de fracturarse, no se puede determinar la resistencia a la ruptura transversal basada en la fractura del material.

El esfuerzo de flexión puro o simple se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos.

Sin embargo y por comodidad para realizar el ensayo de los distintos materiales bajo la acción de este esfuerzo se emplea generalmente a las mismas comportándose como vigas simplemente apoyadas, con la carga concentrada en un punto medio (flexión practica u ordinaria).

En estas condiciones además de producirse el momento de flexión requerido, se superpone al un esfuerzo cortante, cuya influencia en el calculo de la resistencia del material varia con la distancia entre apoyos, debido a que mientras los momentos flectores aumentan o disminuyen con esta, los esfuerzos cortantes se mantienen constantes, como puede comprobarse fácilmente en la figura, por lo que será tanto menor su influencia cuanto mayor sea la luz entre apoyos.

Es por esta razón que la distancia entre los soportes de la probeta se han normalizado convenientemente en función de la altura o diámetro de la misma, pudiendo aceptar entonces que la acción del esfuerzo de corte resulta prácticamente despreciable. Para ensayos más precisos la aplicación de la carga se hace por intermedio de dos fuerzas con lo que se logra “flexión pura”.

Figura #1. Montaje para un ensayo de flexión.

Flecha - modulo de elasticidad

Cuando el material es sometido a la acción de la carga, la línea neutra se ira flexionando denominándose FLECHA a la distancia vertical entre la posición inicial de dicha línea y las posiciones instantáneas que tome, medidas en el lugar de mayor flexionamiento de la probeta.

Teniendo en cuenta las grandes variaciones que pueden presentar las fundiciones en las distintas coladas y según sus elementos componentes, las normas indican la forma correcta de extraer las muestras que se utilizarán en las experiencias.

Condiciones de ensayo

Ya hemos dicho que el ensayo de flexión en metales se realiza en aquellos frágiles y muy especialmente en las fundiciones en las que, si bien no resulta el que define mejor sus propiedades mecánicas, se justifica teniendo en cuenta que las mismas se encuentran sometidas, en muchos de sus usos, a esfuerzos similares, pudiendo reemplazar en esos casos al ensayo primario de tracción.

El valor de las flechas en los ensayos de verificación, suele ser un requisito a satisfacer indicándose, de acuerdo al empleo del material una máxima o mínima según que se desee su comportamiento como “flexible “ o frágil.

Figura #2. Probeta sometida a flexión Figura #3. Probetas SAE 1015 y 1045 al suspender el ensayo

MATERIALES Y EQUIPOS

Tabla #1. Características de los materiales y equipos del Ensayo de Flexión.

Nombre Marca Capacidad Apreciación

Probeta de acero

Vernier Somet 20 cm  0,1 cm

Maquina Universal de Ensayo Tinius olsen testing Machine 30.000 Kg  50 Kg

Cinta Métrica 5 m  1 mm

Reloj comparador Compac 523 10 mm 0,01mm

PROCEDIMIENTO

 Se tomó la medida del diámetro de la probeta tres veces y se sacó el promedio.

 Se colocaron los apoyos en la posición mas alejada de la mesa móvil de la maquina.

 Se colocó la probeta sobre los apoyos. Se midió la longitud entre los apoyos.

 Se colocó el reloj comparador en posición y se fijo el rango de medición mediante el pasador de brazo.

 Se aplicó la carga lentamente, y se tomo la lectura cada 500 Kg con el reloj comparador.

 La carga máxima aplicada fue de 3000 Kg, porque si se fractura la barra puede desprenderse algún fragmento que pudiese ocasionar daño a los bachilleres o instalaciones.

 Se descargó la maquina.

 Se desmontó

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