Ensayo De Torcion

Universidad Tecnologica de Bolivar
Facultad de Ingenieria
Laboratorio de resistencia de materiales

ENSAYO DE TORSIÓN EN METALES

Presentado por:

Manuel Antonio Cerpa Caceres

Carlos Andres Perez.

Presentado a:

Ing. Vladimir Quiroz Mariano.

CARTAGENA DE INDIAS D. T. y C.
Octubre de 2012

INTRODUCCION

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo general
Analizar elcomportamiento de diversos metales bajo carga de torsión.

2.2. Objetivos específicos
* Determinar el módulo de rigidez a cada uno de los materiales ensayados.
* Comprender el principio de Saint – Venant.
* Desarrollar la capacidad de realizar una prueba de torsión a un material de análisis.
* Analizar los resultados de un ensayo de torsión y describir el material de estudio.3. GENERALIDADES
La torsión se refiere al torcimiento de un miembro estructural cuando se carga con momentos que producen rotación alrededor de su eje longitudinal. Los pares que producen dicho torcimiento se denominan momentos torsionantes, pares de torsión o torques.
Analicemos un eje circular unido a un soportefijo en un extremo (Figura 1.a). Si se aplica un torque T en el otro extremo, el eje queda sometido a torsión y su extremo libre rota un ángulo llamado ángulo de torsión (Figura 1.b). Dentro de ciertos límites, el ángulo es proporcional a T. También es proporcional a la longitud L del eje. En otras palabras, el ángulo de torsión para un eje del mismo material y la misma sección, pero delongitud doble, se duplicará bajo el mismo torque T. Uno de los propósitos de este análisis será encontrar la relación entre , L y T; otro será la distribución de esfuerzos cortantes en el eje.
Debemos anotar una propiedad importante que poseen los ejes circulares. Cuando se somete a torsión un eje circular, toda sección transversal permanece plana. En otras palabras, mientras las diferentessecciones transversales a lo largo del eje rotan diferentes cantidades, cada sección lo hace como una losa rígida. Esto se ilustra en la figura 2.
El hecho de que las secciones de un eje circular permanezcan planas se debe a su simetría axial, es decir, su apariencia es igual cuando se le observa desde una posición fija y se le rota un ángulo arbitrario respecto a su eje.
Las deducciones de esteanálisis y las siguientes estarán basadas en ejes de extremo rígidos. Las condiciones de carga encontradas en la práctica pueden diferir bastante de las correspondientes al modelo de la figura 2. El mérito principal de este modelo es ayudar a definir un problema de torsión para el cual puede obtenerse una solución exacta. En virtud del principio de Saint-Venant los resultados obtenidos a partirde nuestro modelo idealizado pueden extenderse a la mayor parte de las aplicaciones de Ingeniería. Sin embargo, se deben mantener en nuestra mente estos resultados, asociados con el modelo específico de la figura 2.
Ahora determinaremos la distribución de deformaciones cortantes en un eje circular de longitud L y radio c que se ha sometido a torsión en un ángulo (Figura 3.a). Extrayendo deleje un cilindro de radio , considérese el pequeño elemento cuadrado formado por dos círculos adyacentes y dos rectas adyacentes trazadas en la superficie antes de aplicar cualquier carga (Figura 3.b). Como se somete el eje a un torque, el elemento se transforma en un rombo (Figura 3.c). Ahora, la deformación cortante en un elemento dado se mide por el cambio en los ángulos formados porlos lados del elemento.
Como los círculos que definen dos de los lados del elemento considerado aquí permanecen constantes, la deformación cortante debe ser igual al ángulo entre la líneas AB y A’B.


Figura 1. Elemento sometido a torsión
En la figura 3.c se observa que, para valores pequeños de , puede expresarse la longitud de arco AA’ como AA’= L. Pero, por otra parte, AA’= , ó...