Ensayo de torsion

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INTRODUCCIÓN

Consideremos una barra sujeta rígidamente en un extremo y sometida en el otro a un par T (=Fd) aplicado en un plano perpendicular al eje. Se dice que esa barra esta sometida a torsión. El ensayo de torsión es un mecanismo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor.

La deformación plástica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en los de tracción(estricción) o en los de compresión (abarrilamiento, aumento de sección).

Éste ensayo da información directamente del comportamiento a cortadura del material y la información de su comportamiento a tracción se puede deducir fácilmente.

Los efectos de la aplicación de una carga de torsión a una barra son: (1) producir un desplazamiento angular de la sección de un extremo respecto al otro y (2)originar tensiones cortantes en cualquier sección de la barra perpendicular a su eje.

A veces, a lo largo de un eje actúan una serie de pares. En este caso, es conveniente introducir un nuevo concepto, el momento torsor, que se define para cada sección de la barra, como la suma algebraica de los momentos de los pares aplicados, situados a un lado de la sección considerada. Naturalmente, laelección de lado es arbitraria en cada caso.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Obtener el módulo de rigidez del material ensayado en nuestro caso el cobre.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Conocer el funcionamiento y manejo de la máquina para ensayo de torsión.
• Utilizar adecuadamente el extensómetro y el vernier.
• Estudiar las características de la fractura por torsión enmateriales dúctiles y frágiles.
• Determinar la relación entre momento torsor y deformación angular para los materiales ensayados.
• Comparar los resultados obtenidos de los materiales ensayados.
MARCO TEÓRICO

La Torsión en sí, se refiere a la deformación helicoidal que sufre un cuerpo cuando se le aplica un par de fuerzas (sistemade fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un objeto un par determinado. Por ejemplo, se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo, y se aplica un par de fuerzas al otro extremo; la cantidad de vueltas que dé un extremo con respecto al otro es una medida de torsión. Los materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de máquinas rotatorias,como los cigüeñales y árboles motores, deben resistir las tensiones de torsión que les aplican las cargas que mueven.

El ensayo de torsión es un ensayo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor.

La deformación plástica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en los de tracción (estricción) o en los de compresión (Abarrilamiento, aumento de sección).

Dainformación directamente del comportamiento a cortadura del material y la información de su comportamiento a tracción se puede deducir fácilmente.

La torsión en sí se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento torsor o una fuerza que produce un momento torsor alrededor del eje (Ver figura 19). El ángulo de torsiónvaría longitudinalmente.

DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE TORSIÓN

El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material.

Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculode elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales.

Las probetas utilizadas en el ensayo son de sección circular. El esfuerzo cortante producido en la sección transversal de la probeta (t ) y el ángulo de torsión (q ) están dados por las siguientes relaciones:

[pic]

Figura 19. Angulo de torsión

[pic]; [pic]

Donde...
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