ENSAYO DE IMPACTO CHARPY

ENSAYO DE IMPACTO CHARPY

Laboratorio Resistencia de materiales

Profesor: Héctor Letelier

Integrantes: Bayron nuñez

William rebolledo

Andres zurita

A UNA PROBETA NORMALIZADA 

Introducción

Las propiedades en un material no solo se definen según su composición estructural interna, si no por la resistencia que estos ejercen ante fuerzas dinámicas o estáticas, algunos materiales poseen mejor comportamiento que otros en ensayos de resistencia, por ende, los datos que estas pruebas nos proporcionan, facilita la denominación de estos elementos según la utilización o tareas que se quieran hacer, por ejemplo el hormigón armado se conforma de concreto y acero estructural para la construcción de edificios, puentes, etc. Pero; ¿Por qué no utilizar solo un material?, la respuesta es debido a que el concreto soporta mejor la compresión que el acero, y el acero soporta mejor la tracción que el concreto. Los puentes están sometidos a flexión, una fuerza combinada entre compresión y tracción, que un material en particular no puede aguantar. Con este ejemplo podemos concretar que la información que nos arroja cada ensayo, nos proporciona una utilidad en la construcción o en la elección de cada material.

En los ensayos de charpy, se intenta comprender la absorción de energía que los cuerpos en movimiento transmiten por reacción al chocarse unos con otros esto se define como momentum lineal. El momentum lineal es otra forma de decir "cantidad de movimiento" como decía Newton. También se puede decir momento "a secas" ya que se entiende y se diferencia del momento angular, Esto es:

p = m • v

Donde (m) es la masa del cuerpo y (v) su velocidad.

Es importante agregar en vista al concepto, que el momentum o simplemente momento, es una magnitud que se conserva, al igual que pasa con la energía. Quiere decir que si tenemos un sistema de cuerpos o partículas, el momento antes del choque debe ser igual al momento después del choque (Teorema de conservación de la cantidad de movimiento). En el caso del ensayo charpy, por la sujeción de la probeta, no deja al cuerpo transmitir el movimiento completamente, lo que ocasiona una resiliencia o absorción de la energía completa en la probeta lo que deriva en un equilibrio compuesto, proporcionando una deformación elástica en el cuerpo que no se movió.

Por ejemplo, la construcción de las carrocerías de vehículos antiguamente eran de latón, lo que producía que el conductor y sus pasajeros se llevasen la mayor cantidad de energía del impacto en un choque, esto conllevaba a muertes instantáneas, expulsiones de los pasajeros por el parabrisas, etc. Con el pasar de los años y el estudio de los materiales a exposición con absorción de energía, produjo que las carrocerías fuesen construidas de fibras que soportasen todo el impacto, como actualmente es la fibra de vidrio, para evitar el daño de los pasajeros en los vehículos.

El estudio que veremos a continuación, realizado en el laboratorio, explicara el ensayo charpy, y las ventajas que este nos proporciona en la confección de los materiales a partir de estos datos, para la construcción o elección de un material para una función determinada.

Ensayo de impacto charpy

Los ensayos son realizados para valorar la capacidad de resistencia de los materiales metálicos a las cargas de impacto (tenacidad), y determinar su tendencia a su destrucción frágil. Entre los ensayos de esta índole los más conocidos y estandarizados son los de impacto a flexión por muestras o probetas ranuradas. La velocidad de deformación en el caso de los ensayos dinámicos supera en varias órdenes a la velocidad en los ensayos estáticos.

El ensayo de impacto consiste en dejar caer un pesado péndulo, el cual a su paso golpea una probeta que tiene forma paralelepípedo, ubicada en la base de la máquina. La probeta posee un entalle estándar para facilitar el inicio de la fisura. Luego de golpear la probeta, el péndulo sigue su camino alcanzando una cierta altura que depende de la cantidad de energía disipada al golpear. Las probetas que fallan en forma frágil se rompen en dos mitades, en cambio aquellas con mayor ductilidad se doblan sin romperse. Este comportamiento es muy dependiente de la temperatura y la composición química, esto obliga a realizar el ensayo con probetas a distinta temperatura, para evaluar la existencia de una "temperatura de transición dúctil-frágil". Este ensayo se lleva a un gráfico en donde se puede apreciar un fuerte cambio en la energía disipada para la probeta, En estricto rigor se mide la energía absorbida en el aérea debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.

Relación entre resiliencia y tenacidad

Se diferencia de la tenacidad en que ésta cuantifica la cantidad de energía almacenada por el material antes de romperse, mientas que la resiliencia tan sólo da cuenta de la energía almacenada durante la deformación elástica. La relación entre resiliencia y tenacidad es generalmente monótona creciente, es decir, cuando un material presenta mayor resiliencia que otro, generalmente presenta mayor tenacidad. Sin embargo, dicha relación no es lineal.

La tenacidad corresponde al área bajo la curva de un ensayo de tracción entre la deformación nula y la deformación correspondiente al límite de rotura (resistencia última a la tracción).

La resiliencia es la capacidad de almacenar energía en el periodo elástico, y corresponde al área bajo la curva del ensayo de tracción entre la deformación nula y el límite de fluencia.

A continuación Para entender un poco más sobre el fenómeno de impacto, acudiremos a la reacción del péndulo al caer, que energía transmite a la probeta.

Definición de energía mecánica.

La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas. Hace referencia a las energías cinética y potencial.

ENERGÍA CINÉTICA: Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación:

Ec = ½ m (v²)

Con lo cual un cuerpo de masa (m) que lleva una velocidad (v) posee energía.

ENERGÍA

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