Ensayo de Resiliencia PDF
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Resiliencia
ENSAYO DE RESILIENCIA
Es comn asociar la resistencia de los materiales, a los resultados obtenidos en los ensayos de traccin. Sin embargo,
existen otros ensayos destructivos igualmente importantes, que permiten evaluar la resistencia del material ante: Flexin,
torsin, compresin y al impacto (o resiliencia).
El ensayo Charpy permite calcular cunta energa logra disipar una probeta al ser golpeada por un pndulo en cada libre
El ensayo arroja valores en unidades de energa (Joules, Kgf-m, Lb-in. Entre otros), y stos pueden diferir notablemente, en
funcin de la temperatura
El ensayo de impacto consiste en dejar caer un pndulo pesado, el cual a su paso golpea una probeta que tiene forma
paraleleppeda ubicada en la base de la mquina.
La probeta posee un entalle estndar para facilitar el inicio de la
fisura; este entalle recibe el nombre de V-Notch. Luego de golpear la
probeta, el pndulo sigue su camino alcanzando una cierta altura que
depende de la cantidad de energa disipada al golpear.
Fractura frgil
Deformacin dctil
Si este ensayo se lleva a un grfico (Energa - temperatura) como el mostrado en la Figura, en donde se puede apreciar un
fuerte cambio en la energa disipada para algunos aceros de bajo carbono. Mientras que el nquel no muestra una variacin
notable.
En la figura pueden verse los resultados de pruebas de impacto para varios metales y aleaciones, medidos a travs de un
intervalo de temperatura
Energa
Metales FCC
Metales BCC de baja
resistencia, aceros
bajo carbono etc.
Aleaciones de alta
resistencia
160
0.22
120
0.31
80
0.43
0.53
40
0.67
Ingeniera de materiales
Resiliencia
Para las pruebas de impacto se utilizan probetas con muesca cargados como vigas. Las vigas pueden cargarse en forma
simple (prueba Charpy) o cargarse como cantilevers (prueba Izod). La muesca por lo comn es una muesca de forma V
cortada segn norma, con un cortador de fresa especial. Se han usado otros tipos de muesca con escasa aceptacin.
Las probetas para la prueba de impacto se preparan tal como se ilustra en la siguiente figura (la muesca en V es ms fcil de
realizar).
0.25 mm
(0,010) R
10 mm
(0.394)
8 mm
(0.315)
10 mm
(0.394)
55 mm
(2.165)
45
5 mm
2 mm
3 mm
10 mm
(0.394)
"
1.6 mm
1
6
Corresponde
aproximadamente
al corte de la
segueta.
Fundamento terico: La determinacin de la energa absorbida por el material de la probeta, est sustentada en el
siguiente anlisis:
Ep1
l0
Ek1= 0
Ep1= mg
Energa al comenzar el
ensayo
h1
Ep2
h2
Punto de
impacto
Ep0
Oros
Ingeniera de materiales
Resiliencia
.....................Ec 2
....................Ec 3
h1 = l0 + l0 Sen
..............Ec 4
h1 = l0 (1 + Sen )
Despus del impacto
Para < 90
h2 = l 0 l 0 Cos
h2 = l 0 (1 Cos )
Para > 90
.......................Ec 5
h2 = l 0 + [l 0 (Sen )]
como : Sen = Cos
h2 = l 0 + [l 0 ( Cos )]
h2 = l0 (1 Cos ) .........................Ec 6
Por lo tanto la energa absorbida se puede expresar en funcin de dos condiciones:
a) Para < 90
Ejemplo:Se ensaya repetidamente una probeta hecha de acero AISI 1010, en una mquina de impacto. Determinar
analticamente la cantidad de energa que absorbe la probeta, y la altura final que alcanzar el pndulo, cuando el ngulo ,
que describe su recorrido, para cada caso, es el que se muestra en la tabla.
Temperatura
ngulo final
(grados)
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
39.4372
39.1871
38.9356
38.6828
38.1728
37.6571
37.6571
37.6519
37.6467
37.6467
37.6311
37.5792
37.5532
37.5532
37.5532
Altura final h2
(m)
Oros