ENSAYOS DINAMICOS EN MATERIALES

ENSAYOS DINAMICOS EN MATERIALES

Los ensayos de materiales son muy importantes para conocer las propiedades mecánicas de un material y con esto conocer su comportamiento que refleja un material en relación de la fuerza sobre él.

Existe 4 tipos de ensayos de material como son los que se presentan a continuación:

• Ensayos Estático
• Ensayos Dinámicos
• Ensayos Tecnológicos
• Ensayos No Destructivos

En esta ocasión se explicará los ensayos dinámicos y sus clasificaciones

Los ensayos dinámicos consisten en aplicar una fuerza con velocidad elevada y con ello se pueden valorar la resistencia de materiales a las cargas de impacto.

La clasificación de ensayos dinámicos se denota a continuación:

• Ensayo al choque o resiliencia
• Ensayo de dureza dinámica
• Ensayo de fatiga

Ensayo al choque o resiliencia

Este tipo de ensayo se encuentra en la clasificación de los ensayos destructivos que consta de romper la probeta por medio de golpes con un péndulo, por tema de facilidad es necesario ejecutar una entalladura en la probeta.

El objetivo de este ensayo es saber la energía que alcanza a soportar un material al percibir un impacto sin romperse.

Para el procedimiento de este ensayo es necesario utilizar el péndulo Charpy el cual consta de un brazo giratorio con una masa en su extremo como se puede apreciar en la figura 1.

[pic 1]

Figura 1 Péndulo Charpy

El objetivo de la masa es impactarse sobre la probeta y con ello incitar su rotura, al momento de iniciar con el ensayo, la masa se encuentra a una altura determinada con el objetivo de tener una energía potencial, una vez preparada la masa se deja caer contra la probeta con el fin de romperla, ya que sigue con su trayectoria, la masa termina con una altura final y con ello se obtiene la nueva energía potencial.

Una vez terminado el ensayo se determina la resiliencia de la probeta.

[pic 2]

Donde

m es igual a la masa del péndulo

H la altura inicial

h altura final

S la sección en la zona de la entalla

 = Incremento de la energía potencial [pic 3]

Gráfico de un ensayo de resiliencia

[pic 4]

Figura 2Curva Fuerza-Deformación

Ensayo de dureza dinámica

Este tipo de ensayo consiste en aplicar una carga en forma de impacto con el fin de determinar la dureza por medio de la energía absorbida por la probeta, el ensayo de dureza dinámica se subclasifica en los siguientes métodos:

• Método de dureza por rebote
• Método Leeb
• Método de UCI (Ultra Sonic Contact Impedance)
• Método de Poldi o método del martillo

Método de dureza por rebote

Este método consiste en realizar un choque entre el percutor y la superficie que se está ensayando con el fin de determinar el rebote que sufre el percutor.

Como percutor se puede usar un acero duro o de diamante con forma cilíndrica y punta redondeada que generalmente tiene un peso entre 3 y 7 gr el cual se deja caer con una altura de 250mm por una guía escalada.

[pic 5][pic 6]

                                                       Figura 3 Proceso y dispositivo del método de dureza por rebote

Con este ensayo se mide la reacción elástica del material cuando se deja caer el percutor, mientras más blando es el material mayor cantidad de energía se absorbe en el choque. El resto de energía se comprende como un rebote en la cual es lo que se mide en el ensayo.

Método dureza Leeb

Usa el mismo principio del método de rebote, pero con las diferencias que el percutor es de carburo de tungsteno de 3 o 5 mm de diámetro, el ensayo empieza al botar el percutor con una velocidad conocida, esto se lo realiza con el fin de medir la velocidad de impacto y la velocidad de rebote, la medida entre ellos se lo hace mediante la diferencia de potencial eléctrico que se genera en una bobina al momento de sobrepasar por el percutor que contiene un imán, esto se lo hace ya que la diferencia de potencial de una bobina se da por la variación del flujo magnético.

[pic 7]

Figura 4 Curva de la diferencia potencial de la bobina

La dureza de Leeb se da por la siguiente expresión:

[pic 8]

Donde

Vr es la velocidad de rebote

Vi la velocidad de impacto

Método UCI

En este tipo de método consiste en evaluar la huella producida por el identador por medio de la medición electrónica del corrimiento de la frecuencia ultrasónica, el identador va a estar sujeta a una varilla que se mueve de inicio armónicamente con una frecuencia de 70 Khz con el fin de obtener una semejanza de un sistema masa resorte.

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