“Ensayo de Torsión”

Laboratorio Nº3

“Ensayo de Torsión”

Integrantes:

Valentina Cortés, 19.516.428-2, valentina.cortest@mayor.cl

Diego González, 19.137.239-5, diego.gonzalezgo@mayor.cl

Juan Pablo Moscoso, 19.513.654-8, juan.moscoso@mayor.cl  

Bastián Quinteros, 18.862.544-4, bastian.quinteros@mayor.cl

Profesor: Rodolfo Danitz

Fecha de entrega:  03 de mayo de 2018

        Indice

Introducción        3

Objetivos generales        3

Objetivos específicos        4

Diseño y desarrollo experimental        4

Discusión y análisis de resultados        5

Conclusión        6

Referencias        7

Anexo        8

Introducción

        Cuando un material se encuentra sometido a fuerzas externas se pueden identificar las propiedades físicas del mismo, un material puede estar sometido a esfuerzos de flexión, torsión, tracción, etc. Cuánto resiste el material, se puede determinar a través de los ensayos.

        Los ensayos, permiten identificar si el material resiste a los esfuerzos a los que se quiere exponer el mismo en una determinada aplicación, al realizar los ensayos de torsión, por ejemplo, éstos son de gran utilidad en la industria para anticipar el comportamiento de algunos elementos presentes en máquinas, como ejes de transmisión, tornillos o resortes de torsión (1). Se debe tener en cuenta el esfuerzo a la que estará sometido el material para identificar el tipo de ensayo adecuado al que será sometido, ya que los materiales, según su dureza, ductilidad, resistencia, etc. reaccionan de distinta manera a los esfuerzos sometidos (1).

        En esta experiencia se realizó un ensayo de torsión, donde el extremo de una probeta de bronce está fijo, y el otro sufre deformación mediante la aplicación de un par torsor. Con las herramientas adecuadas, se obtienen y tabulan los datos, para luego crear un gráfico esfuerzo cortante vs ángulo cortante, del cual se desprenderán los datos de interés para fines de esta experiencia.

Los objetivos para la experiencia son:

Objetivos generales

• Determinar aspectos importantes del ensayo de torsión, los que pueden servir para el control de calidad, las especificaciones de estos y el cálculo de piezas sometidas a dichos esfuerzos.

• Determinar experimentalmente el módulo de corte (G), esfuerzo de fluencia y esfuerzo último por cortante para el material utilizado (bronce).

• Crear un gráfico deformación vs ángulo, ambos cortantes, para analizar y discutir los datos relevantes que aporta la curva obtenida.

Objetivos específicos

• Analizar y estudiar los datos obtenidos tras el ensayo de torsión.

• Familiarizarse con una de las técnicas de medición de deformación, para poder determinar las características del material.

• Conocer las características y especificaciones que deben poseer los materiales sometidos a los ensayos.

• Ser capaz de interpretar los datos arrojados por el software para la prueba de torsión y analizar los datos de forma correcta.

Diseño y desarrollo experimental

        Los materiales utilizados son:

• Máquina para ensayos de torsión
• Probeta de acero inoxidable
• Software capturador de datos

        Antes de comenzar a realizar el ensayo de torsión se midió el diámetro de la probeta utilizando un pie de metro, el diámetro medido fue de 6 mm.

        A continuación, se introduce y fija la probeta de acero en los mandriles de la máquina y se cerró la compuerta.

        Luego, se comenzó a girar la manivela ubicada a un costado de la máquina, a una velocidad moderada y constante, se observó como la probeta comenzó a girar.

Paralelamente un software tabula ciertos parámetros, generados producto del ensayo, como torsión, ángulo de deformación, momento polar, etc.

        Finalmente, cuando la probeta presentó una ruptura, la toma de datos se detiene y se guardaron los datos registrados por el software.

        Es importante señalar que la velocidad a la que gira la manivela debe ser constante o aumentar (no de manera sustancial), puesto que si se reduce la velocidad la experiencia se ve afectada, generando errores en los datos obtenidos.

Discusión y análisis de resultados  

        Con los datos obtenidos en la experiencia se realizó la tabla n°1, (ver anexo tabla 1), a partir de los datos, donde las unidades del momento torsor (t) están medidos en Nm.

[pic 2]

Gráfico 1

En el gráfico se pueden apreciar tres puntos que son importantes de detallar, utilizando la tabla de datos 1, se encontraran los pares de puntos correspondientes que detallamos a continuación:

• Esfuerzo de fluencia: Gráficamente corresponde al punto, donde la curva deja de ser una línea recta, correspondiente al punto (90,14 ; 19,4) del gráfico.

• Esfuerzo último de ruptura: Gráficamente corresponde al ultimo punto de la gráfica antes de su descenso brusco, al igual que el dato de la tabla 2, este es (141,71 ; 20,88). La ruptura, se puede caracterizar en el gráfico por la disminución abrupta del momento torsor a partir del punto de esfuerzo ultimo de ruptura.

• Módulo de corte (G): Gráficamente corresponde a la pendiente de la recta que se observa en el gráfico al momento en que comienza y termina la linea recta, siendo su limite de calculo el limite de fluencia.

• [pic 3]

Conclusión 

El ensayo de torsión fue realizado bajo las normas ASTM para tales ensayos, por lo que el correcto uso de estas normas minimiza el error y además ayuda a comprender la importancia de estandarizar los mismos. Puesto que, en la industria y a diario es de suma importancia comprender como funcionan y se eligen los materiales que utilizamos principalmente como estructuras.

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