Ensayo de impacto

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
Facultad de Ingeniería Mecánica - Energía

Laboratorio de Resistencia de Materiales I

Experiencia : Ensayo de Impacto Charpy

Profesor : Ing. CALDAS B.

G H: 05 L

Bellavista – Callao

2009

1. INTRODUCCIÓN

La tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturar. Evalúa la habilidadde un material de soportar un impacto sin fracturarse.

Esta propiedad se valora mediante una prueba sencilla en una máquina de ensayos de impacto. Hay dos métodos diferentes para evaluar esta propiedad. Se denominan ensayos de Charpy y ensayo de Izod. La diferencia entre los dos radica en la forma como se posiciona la muestra. La probeta que se utiliza para ambos ensayos es una barra desección transversal cuadrada dentro de la cual se ha realizado una talla en forma de V.

Esta probeta se sostiene mediante mordazas paralelas que se localizan de forma horizontal en el ensayo tipo Charpy y de forma vertical en el ensayo tipo Izod. Se lanza un pesado péndulo desde una altura h conocida, este péndulo golpea la muestra al descender y la fractura. Si se conoce la masa del péndulo y ladiferencia entre la altura final e inicial, se puede calcular la energía absorbida por la fractura.

El ensayo de impacto genera datos útiles cuantitativos en cuanto a la resistencia del material al impacto. Sin embargo, no proporcionan datos adecuados para el diseño de secciones de materiales que contengan grietas o defectos. Este tipo de datos se obtiene desde la disciplina de la Mecánica de laFractura, en la cual se realizan estudios teóricos y experimentales de la fractura de materiales estructurales que contienen grietas o defectos preexistentes.

2. OBJETIVOS

* Determinar cuanta energía logra disipar una probeta al ser golpeada por un péndulo en caída libre.
* Permite evaluar la resistencia del material frente al impacto (resiliencia). El ensayo entrega valores enjoules, y estos pueden diferir fuertemente a diferentes temperaturas.
* Conocer los factores con los lineamientos de la norma ITINTEC341.007 (ensayo de impacto sobre espécimen simplemente apoyado con entalla V para acero), ASTM E23

3. ASPECTO TEORICO

La máquina de impacto ordinaria tiene un péndulo oscilante de peso fijo que es elevado a una altura estándar, dependiendo del tipo demuestra que se pretende probar. A esa altura, con referencia al tornillo del banco, el péndulo tiene una cantidad definida de energía potencial.

Cuando el péndulo se libera, esta energía se convierte en energía cinética hasta que golpea a la muestra. La muestra Charpy se golpeará atrás de la muesca en V, en tanto que la muestra Izod, colocada con la muestra en V de cara al péndulo, se golpearáarriba de la muesca en V.

En cualquier caso, una parte de la energía del péndulo se utilizará para romper la muestra, provocando que el péndulo se eleve en el lado opuesto de la máquina a una altura menor que aquella con que inició su movimiento desde ese mismo lado de la máquina.
El peso del péndulo multiplicado por la diferencia de alturas indicará la energía absorbida por la muestra, osea la resistencia al impacto de la muestra con muesca.

Para obtener resultados exactos puede resultar necesaria una corrección por la pérdida al arrastre de aire, por la energía absorbida por la fricción en el rodamiento de la máquina y por el brazo indicador, y por la energía usada al mover la pieza de ensayo rota.

Sin considerar las pérdidas, la energía usada al fracturar una probetapuede computarse como sigue:

La ecuación * se hace aplicable a ángulos mayores de 90º advirtiendo que cos (90 + q) = -sen q. De la descripción de la prueba, es obvio que la prueba de impacto a la cual se sujetó la barra mellada no da la tenacidad verdadera, sino su comportamiento en función de una muesca en particular; sin embargo, los resultados son útiles para propósitos de comparación....
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