Sistema De Enfriamiento

MATERIALES PARA RESORTES

En la selección del material de un resorte suelen tener preponderancia consideraciones de resistencia y de elasticidad. Esto significa “Algún coeficiente de Resistencia (S)” y “Módulo de elasticidad (E)”. Uno de los parámetros más empleados es la relación S/E denominada “Resistencia normalizada”. El concepto de resistencia se debe considerar en función del material, esto es:

a) Para los metales y polímeros industriales: Resistencia a la fluencia

b) Para los elastómeros: Resistencia al desgarramiento

c) Para materiales compuestos: Resistencia a la Tracción

d) Para resinas fenólicas y maderas: Resistencia a la Tracción

En el caso más común en ingeniería mecánica, es decir el caso a), la relación S/E suele tener valores del orden entre 0.001 y 0.01. Para los elastómeros la resistencia normalizada suele variar entre 0.1 y 1.0. Mientras que los casos c), d) y los polímeros poseen una resistencia normalizada entre 0.01 y 0.1 generalmente. Otro de los parámetros importantes es el “coeficiente de pérdida” que pondera la disipación de energía elástica en un ciclo de carga y descarga tal como el que se aprecia en la Figura 5.2 para un ensayo experimental.

Los elastómeros tienen coeficientes de pérdida más altos que los aceros. Los aceros al carbono, los aceros inoxidables, diversas aleaciones no ferrosas y hasta los materiales compuestos laminados con fibra de vidrio son utilizados como materiales para construir resortes.

Los resortes de acero por lo general se fabrican con procesos de deformación en frío o en caliente dependiendo del tamaño del material y de las propiedades deseadas, básicamente, el coeficiente de rigidez y propiedades de resistencia. Los materiales más comunes para resortes helicoidales de alambre circular, se pueden ver en la Tabla 5.1, junto con los usos más comunes y sus métodos de fabricación.

La resistencia a la rotura de un material de resorte, depende fuertemente del tamaño del alambre, en consecuencia se debe conocer el diámetro del alambre para poder establecer una relación de resistencia. Las industrias que fabrican resortes y las instituciones abocadas alestudio y normalización de los mismos (por ejemplo Associated Spring Corp, Barnes Group Inc, ASTM, DIN, etc) han fijado una serie de estándares, según los cuales se puede establecer la resistencia del material del resorte según la siguiente expresión (obtenida por regresión logarítmica de resultados experimentales):

donde AP es una constante de regresión, d es el diámetro del alambre y m es un exponente de regresión (normalmente del orden de 0.1 a 0.2). En la Figura 5.3 se puede apreciar la variación de la resistencia con respecto al diámetro de dos materiales: “Alambre duro estirado” y “Acero al cromo vanadio”. Estos dos son materiales de alta calidad empleados

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