Ensayo torsion

INTRODUCCIÓN

Otro de los ensayos más usados para conocer las propiedades mecánicas de un material es el Ensayo de torsión, el cual consiste en someter un material a un par de torsión por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta, esta carga originará un esfuerzo o tensión de corte y una deformación por corte en la sección transversaldel eje. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material.

Para la realización de este laboratorio tendremos a disposición una probeta de Acero SAE-1020 (un acero al carbono con una composición de 0,2% de Carbono), al cual le determinaremos los esfuerzos cortantes, ángulo de deformación, entre otros, para finalmente comparar datos.OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Determinar las propiedades mecánicas a la torsión que pueden obtenerse del ensayo de torsión de un material específico, en nuestro caso Acero SAE 1020, al mismo tiempo conocer y aprender el uso de la máquina de torsión.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Instruirse en la elaboración del Ensayo deTorsión.
• Determinar:
- Tabulación de los datos.
- Graficar curva: Torque v/s ángulo de torsión en la zona elástica y plástica separadamente y obtener los valores correspondientes (tener cuidado con las unidades de medida de los sistemas: el primero en milésimas de radián y el otro en grados).
- Calcular los esfuerzos de corte y deformación por corte, a partir del torque yángulo de torsión, respectivamente.
- Calcular tensión de corte en el límite de proporcionalidad.
- Calcular tensión de corte máximo.
- Calcular la deformación de corte máxima.

























CONCEPTOS TEÓRICOS

• Torsión: Consideremos una barra sujeta rígidamente en un extremo y sometida en el otro a un par (T=Fd) aplicado en un planoperpendicular al eje, como se ve en la figura. Se dice que esta barra está sometida a torsión.


• Efectos de la torsión: 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.
2.- Originar tensiones cortantes en cualquier sección de la barra perpendicular a su eje.

• Momento torsor: Aveces, 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 la elección de lado es arbitraria en cada caso.


• Tensión de corte: Para un eje circular,hueco o macizo, sometido a un momento de torsión T, la tensión cortante de torsión τ a una distancia R del centro del eje está dada por:

τ = T*R
J

• Torsiómetro: Es un instrumento de precisión para medir directamente en la probeta, el ángulo de torsión de la misma. Este se monta sobre la sección cilíndrica de la probeta y se fija la pieza mediante sutornillo.


• Deformación de corte: Se marca una recta (a-b) en la superficie paralela al eje de la barra sin carga, luego se aplica el momento de torsión, esta recta se trasladara a (a-b´), el ángulo γ formado entre las rectas a-b y a-b´, medido en radianes, se define como la deformación de corte.

• Ángulo de torsión ((): se toman 2 radios paralelos, (1 en cada cara del árbol), se someteal árbol a un momento de torsión T constante en toda su longitud, el ángulo de torsión es el ángulo θ formado entre estos radios.












• Módulo de rigidez: Mide la facilidad o dificultad para deformar por cizalladura (esfuerzo cortante) un material determinado. Un material con un módulo de rigidez bajo, es un material fácil de deformar por cizalladura. Esto sólo tiene...