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Solicitaciones Mecánicas

Álvaro Quiroz Bustos Ciencia de los Materiales

ENSAYOS MECÁNICOS DESTRUCTIVOS

Flexión

Prueba de Tracción de materiales
• Este ensayo consiste en aplicar a una probeta, de dimensiones estándares, una carga que se incrementa gradualmente, anotando las lecturas de los valores de las cargas y de las deformaciones correspondientes hasta que se produzca lafractura

Tracción y Deformación

Probeta normalizada

Prueba de Tracción de materiales

Esquema de una curva ingenieril entregada por la maquina universal.

Fenómeno de fluencia

Prueba de Tracción de materiales

Prueba de Tracción de materiales

• Considerando una probeta cilíndrica

Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros: Elalargamiento final Lf (Figura) y el diámetro final Df , que nos dará el área final Af

Estos parámetros se expresan como porcentaje de reducción de área %RA y porcentaje de alargamiento entre marcas % L:

Ambos parámetros son las medidas normalizadas que definen la ductilidad del material, que es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. Lafragilidad se define como lo contrario a la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil.

• Los diagramas esfuerzo-deformación de diversos materiales varían ampliamente y diferentes ensayos de tensión con el mismo material pueden producir resultados diferentes de acuerdo con la temperatura de la probeta y la velocidad de carga

Tabla de Tensiones

 El área bajo la curva fuerza -desplazamiento (F versus ΔL) representa la energía disipada durante el ensayo, es decir la cantidad de energía que la probeta alcanzó a resistir. A mayor energía, el material es más tenaz.

Diagramas de tracción

Comportamiento de los materiales en compresión
• Las propiedades de un material a la compresión se determinan en el laboratorio en forma experimental similar a las correspondientes en tensión.• Los materiales dúctiles presentan los mismos valores en sus características tanto en tensión como en compresión. • Los materiales frágiles no presentan punto de fluencia en ningún caso y el esfuerzo de ruptura coincide con el esfuerzo máximo. • Los materiales frágiles presentan una resistencia máxima mucho mas elevada en compresión que en tensión. En el caso de la fundición gris, esta relaciónes aproximadamente 4:1.

Pruebas de dureza
 La dureza puede definirse como la resistencia de un material a la penetración o formación de huellas localizadas en una superficie. Cuanto mas pequeña sea la huella obtenida en condiciones normalizadas, mas duro será el material ensayado.  El penetrador en un ensayo de dureza es generalmente una esfera, pirámide o cono hecho de un material muchomas duro del que se ensaya, como por ejemplo acero endurecido, diamante o carburo de tungsteno sinterizado.

Ensayo de dureza, Brinell

Ensayo de dureza, Vickers

Ensayo de dureza, Rockwell

Escalas de dureza

Durómetro portátil

Ensayo de Resiliencia

Probetas

Escala de Dureza MOHS:
Mineral
Talco Yeso Calcita Fluorita Apatito Feldespato Cuarzo Topacio Corindón DiamanteDureza
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Prueba Común
Se raya con una uña Se raya con una moneda de Cobre Se raya con la hoja de un cuchillo o el cristal de una ventana Raya una hoja de cuchillo o el cristal de una ventana Raya todos los materiales comúnes

Talco
• Mineral blando, graso y granular o fibroso, compuesto por metasilicato ácido de magnesio, H2Mg3(SiO3)4 y que forma cristales en lossistemas monoclínicos y ortorrómbicos. Tiene una dureza entre 1 y 1,5, densidad relativa entre 2,7 y 2,8. Es un ingrediente de jabones, lubricantes, tiza de sastre, o tiza francesa, y pigmentos; pero se usa sobre todo en cosmética en forma de polvos.

Yeso
• Mineral sedimentario común, el yeso es tan blando como para ser rallado con una uña. Los cristales se forman por la evaporación de aguas...