aleaciones
Páginas: 10 (2479 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2014
DETERMINACIÓN DE LA TENACIDAD DE FRACTURA EN CONDICIONES DE DEFORMACIÓN PLANA.
1. OBJETIVO
El objetivo de esta práctica será realizar un ensayo que permita obtener el valor de tenacidad de fractura KIC de una aleación de aluminio EN AW 7075 T651.
Por otro lado también se hará hincapié en la importancia de la aplicación de la norma tanto en este ensayo como en cualquier otro para garantizarla obtención de resultados equiparables y conservativos.
2. INTRODUCIÓN
A la hora de seleccionar un material para una determinada aplicación, existen diversos criterios selección como pueden ser los valores de las distintas propiedades mecánicas, la resistencia a la corrosión o la conductividad.
En el ámbito de la ingeniería civil la principal referencia a la hora de calcular unaestructura es el límite elástico (Rp). A partir de este, se escoge un factor de seguridad (denominado coeficiente de seguridad) que suele rondar valores próximos a 5, y se multiplica por él, asegurando de este modo la fiabilidad estructural de la edificación.
Dar un coeficiente de seguridad mayor supone aumentar el peso (aumento de la sección de una viga), cosa asequible para un edificio e imposiblepara una aeronave.
Por esta razón, las estructuras aeronáuticas suelen llevar un coeficiente de seguridad muy cercano a la unidad siendo la propiedad de referencia en el diseño la
tenacidad de fractura.
La tenacidad de fractura es un factor de intensidad de tensiones, es más, es el valor crítico (máximo) del factor de intensidad de tensiones que se podrá alcanzar en el frente de propagaciónde una grieta. Valores mayores supondrían la propagación catastrófica de la grieta. El factor de intensidad de tensiones viene dado por la expresión:
Siendo KI el factor de intensidad de tensiones en modo de apertura I (modo conservativo), a el tamaño de semigrieta (o grieta, si esta reside en una superficie) e Y un factor de condiciones de contorno.
Por otro lado, conocido KIC es posibleobtener la tensión crítica de propagación de un defecto preexistente de cierto tamaño, así como el tamaño crítico de defecto para un nivel de tensiones de servicio dado:
Es importante hacer distinción entre tenacidad , que es la capacidad de un material para absorber energía antes de romperse, medida en unidades de energía (J) yobtenida con ensayos como el Charpy e Izod; y la tenacidad de fractura que representa la oposición de un material a la propagación catastrófica de una grieta y sus unidades son MPa∙√m.
En los puntos siguientes, describiremos las distintas etapas del ensayo analizando los resultados obtenidos y verificando el cumplimiento de los distintos requisitos que impone la norma.
3. CARACTERIZACIÓNDE LA PROBETA
La probeta suministrada por el laboratorio para la realización del ensayo es una probeta compacta C (T) de una aleación de aluminio EN AW 7075 en estado de tratamiento T651, con dimensiones:
Ф=11,84 mm
B=25,11 mm
W=49,95 mm
medidas con un calibre en el propio laboratorio, y un límite elástico de
Rp0,2=552 MPa
Laprobeta posee una orientación, que es importante tener en cuenta puesto que la tenacidad de fractura dependerá de la orientación y dirección de propagación de la grieta en relación con la anisotropía del material. La probeta suministrada es de tipo L-T. La L en primer lugar indica que la dirección perpendicular al plano de propagación de la grieta corresponde con la longitudinal (dirección de forja oextrusión) y la T hace referencia a la dirección prevista de propagación de la grieta, que en este caso será la transversal larga.
Cabe destacar ciertos aspectos de la morfología de la probeta:
En primer lugar, presenta una entalla acabada en forma de V que facilita la creación de la grieta en el plano medio de la probeta permitiendo tensiones más bajas y tiempos más cortos además de...
1. OBJETIVO
El objetivo de esta práctica será realizar un ensayo que permita obtener el valor de tenacidad de fractura KIC de una aleación de aluminio EN AW 7075 T651.
Por otro lado también se hará hincapié en la importancia de la aplicación de la norma tanto en este ensayo como en cualquier otro para garantizarla obtención de resultados equiparables y conservativos.
2. INTRODUCIÓN
A la hora de seleccionar un material para una determinada aplicación, existen diversos criterios selección como pueden ser los valores de las distintas propiedades mecánicas, la resistencia a la corrosión o la conductividad.
En el ámbito de la ingeniería civil la principal referencia a la hora de calcular unaestructura es el límite elástico (Rp). A partir de este, se escoge un factor de seguridad (denominado coeficiente de seguridad) que suele rondar valores próximos a 5, y se multiplica por él, asegurando de este modo la fiabilidad estructural de la edificación.
Dar un coeficiente de seguridad mayor supone aumentar el peso (aumento de la sección de una viga), cosa asequible para un edificio e imposiblepara una aeronave.
Por esta razón, las estructuras aeronáuticas suelen llevar un coeficiente de seguridad muy cercano a la unidad siendo la propiedad de referencia en el diseño la
tenacidad de fractura.
La tenacidad de fractura es un factor de intensidad de tensiones, es más, es el valor crítico (máximo) del factor de intensidad de tensiones que se podrá alcanzar en el frente de propagaciónde una grieta. Valores mayores supondrían la propagación catastrófica de la grieta. El factor de intensidad de tensiones viene dado por la expresión:
Siendo KI el factor de intensidad de tensiones en modo de apertura I (modo conservativo), a el tamaño de semigrieta (o grieta, si esta reside en una superficie) e Y un factor de condiciones de contorno.
Por otro lado, conocido KIC es posibleobtener la tensión crítica de propagación de un defecto preexistente de cierto tamaño, así como el tamaño crítico de defecto para un nivel de tensiones de servicio dado:
Es importante hacer distinción entre tenacidad , que es la capacidad de un material para absorber energía antes de romperse, medida en unidades de energía (J) yobtenida con ensayos como el Charpy e Izod; y la tenacidad de fractura que representa la oposición de un material a la propagación catastrófica de una grieta y sus unidades son MPa∙√m.
En los puntos siguientes, describiremos las distintas etapas del ensayo analizando los resultados obtenidos y verificando el cumplimiento de los distintos requisitos que impone la norma.
3. CARACTERIZACIÓNDE LA PROBETA
La probeta suministrada por el laboratorio para la realización del ensayo es una probeta compacta C (T) de una aleación de aluminio EN AW 7075 en estado de tratamiento T651, con dimensiones:
Ф=11,84 mm
B=25,11 mm
W=49,95 mm
medidas con un calibre en el propio laboratorio, y un límite elástico de
Rp0,2=552 MPa
Laprobeta posee una orientación, que es importante tener en cuenta puesto que la tenacidad de fractura dependerá de la orientación y dirección de propagación de la grieta en relación con la anisotropía del material. La probeta suministrada es de tipo L-T. La L en primer lugar indica que la dirección perpendicular al plano de propagación de la grieta corresponde con la longitudinal (dirección de forja oextrusión) y la T hace referencia a la dirección prevista de propagación de la grieta, que en este caso será la transversal larga.
Cabe destacar ciertos aspectos de la morfología de la probeta:
En primer lugar, presenta una entalla acabada en forma de V que facilita la creación de la grieta en el plano medio de la probeta permitiendo tensiones más bajas y tiempos más cortos además de...
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