Ensayo de torsion

Ensayo de torsión
EXPERIENCIA Nº 4
Jueves (2:30-4:30) PM

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 tipode ensayoses mucho mayor que en los de
tracción (estricción) o en los de compresión (abarrilamiento, aumento de sección).
Éste ensayo da información directamente del comportamientoa 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 lasección 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 lasección considerada. Naturalmente, la elección de lado es arbitraria en cada caso.

OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
y

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

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
y
y
y
y
y

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 portorsión en materiales 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 sentidocontrario).
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 máquinasrotatorias, 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).
Da informacióndirectamente 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 torsión varíalongitudinalmente.

y

DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE TORSIÓN
El ensayo de torsiónconsiste 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 demáquina 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:

Figura 19. Angulo de torsión

;
Donde T: Momento torsor (N.m)
C: Distancia desde el...