ENSAYO DE IMPACTO - PÉNDULO DE CHARPY

ENSAYO DE IMPACTO - PÉNDULO DE CHARPY

I. Introducción

 La resistencia al choque es una medida de la tenacidad de un material, la que se define como la capacidad de absorción de energía en la zona plástica antes de aparecer la fractura súbita.

 El instrumento usado para obtener los valores de esta energía es el péndulo de Charpy. Este dispone de una masa M montada en el extremo del brazo, de longitud l, que pivota en el centro C (figura 1). El ensayo de tenacidad consiste en golpear una probeta apoyada en S con la masa del péndulo que ha sido abandonada en caída libre desde una altura prefijada H. La energía absorbida Ea, por la probeta para producir su fractura es la medida de la tenacidad del material en las condiciones del ensayo.

Figura 1.

 Existen distintos tipos de diseños de péndulos de Charpy para distintos grupos de materiales (plásticos, metales, etc). El que disponemos en nuestro laboratorio está diseñado para plásticos y el ángulo máximo desde el cuál se puede realizar el ensayo es de  139 0.

 Las probetas para los ensayos de tenacidad deben cumplir las dimensiones establecidas según normas ISO , en nuestro caso estudiaremos probetas en forma de paralelepípedos cuyas dimensiones son las sgtes: a= 1cm , b=1cm , h= 8 cm.

 El comportamiento dúctil o frágil de un material depende de las condiciones del ensayo bajo las cuales se realiza, teniendo influencia parámetros tales como, las dimensiones de la probeta, la temperatura, velocidad de aplicación de la carga y las dimensiones de la entalla. A lo largo de la práctica estudiaremos la influencia que tienen estos tres últimos parámetros en la respuesta al impacto de los materiales, demostrándose de esta forma la importancia que tiene especificar las condiciones bajo las cuales se realizan los ensayos de impacto, para poder comparar los resultados ya sea entre materiales de distinta o de igual naturaleza.

II. Materiales a los cuales se les realizara el ensayo y elementos que se deben reflejar en el informe de la práctica.

1.Forma de las curvas Fuerza vs Tiempo .

• Inicialmente se les realizará el ensayo a las probetas sin entalla de los sgtes materiales : nylon, metacrilato, PVC, y madera. Para esta primera prueba el ángulo de carga será para todos los casos de 1200.

Nota : El análisis se realizará cualitativamente , observando las diferencias de las gráficas para los distintos materiales, distinguiéndose claramente por la forma de la curva Fuerza vs Tiempo cuales son los materiales que han fracturado y los que no han fracturado para estas condiciones del ensayo.

También se especificará en cada caso el tipo de rotura observada en cada probeta de acuerdo a la sgte clasificación:

Tipos de Rotura

• Rotura Completa: Rotura en la cual la probeta se separa en dos o más piezas.

• Rotura Bisagra: Rotura incompleta de forma que las dos partes de la probeta están unidas solamente por una fina lámina periférica en forma de una bisagra sin rigidez residual.

• Rotura Parcial: Rotura incompleta que no corresponde a la definición de rotura bisagra.

• Sin rotura: Casos en que no aparece rotura y la probeta está solamente torcida y deformada, con posibilidad de zonas o líneas blanquecinas debidas a la tensión del golpe.

2.Influencia de la energía de impacto.

• Se tomarán tres probetas de PVC sin entalla y se les realizará el ensayo para diferentes ángulos de carga 800 , 1100 y 1390 . Especificando como influye la energía de impacto en la deformación del material.

3.Influencia del radio de la entalla.

• Se tomarán dos probetas de PVC con entallas de igual profundidad pero que difieren en el ancho de la entalla.

• Se determinará la energía absorbida por cada una de las probetas en la fractura.

• Explicar los resultados.

4.Influencia de la temperatura.

a) Nylon

Realizar el ensayo para una probeta de nylon sin entalla siguiendo estos pasos:

• sumergir la probeta en un recipiente con nitrógeno líquido.

• cuando el nitrógeno líquido deje de burbujear sacar la probeta con unas pinzas y colocarla en el sitio correspondiente para realizar el impacto. Es importante que antes de sacar la probeta el péndulo esté listo para realizar el ensayo y que no se pierda tiempo para asegurar de esta forma que el ensayo se realizará a una temperatura lo suficientemente baja.

• los resultados se compararán con el de la probeta de nylon que se realizó a temperatura ambiente en el apartado 1), y se dará una explicación a las diferencias o semejanzas observadas.

b) Hierro

• Realizar el ensayo para una probeta de hierro con entalla a temperatura ambiente.

• Realizar el ensayo para una probeta de hierro con una entalla igual a la anterior, pero a una temperatura inferior, siguiendo los mismos pasos que con el nylon.

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