ENSAYO DE FLEXIÓN DE PROBETAS MATRIZ-REForzada

ENSAYO DE FLEXIÓN DE PROBETAS MATRIZ –REFUERZO

I. OBJETIVOS
1.1. Elaborar probetas de un material compuesto sistema matriz (Resina)-refuerzo(Fibra de vidrio, ladrillo molido)
1.2. Evaluar la resistencia del comportamiento mecánico del material compuesto frente al ensayo de flexión
1.3. Comparar en cuanto se aumentó la resistencia del material compuesto en base al material puro (probetasde resina)
II. MARCO TEORICO
II.1 ENAYO DE FLEXION



Fig. 01. Esquema para el ensayo de flexión en tres puntos, para probetas circulares y rectangulares.
El Ensayo de flexión, es la resistencia a la fractura de un material bajo un doblado o carga flexional. Se Dice que un cuerpo está sometido a flexión si las fuerzas que actúan sobre él tienden a inducir una solicitación de tracción en unaparte de su sección transversal, y una solicitación de compresión en la sección restante. La determinación de la resistencia de rotura es la medición de resistencia más simple en materiales.

Figura Nº 02. Esquema para el ensayo de flexión en tres puntos, para probetas rectangular.


Figura Nº 03. Esquema de aplicación de carga por tres puntos.
La medición es realizada en una barra larga desección rectangular o circular usando una técnica de tres puntos de aplicación de carga; el esquema de aplicación de carga por tres puntos se ilustra en la figura (a). En el punto de aplicación de la carga, la superficie superior está sometida a un estado de compresión, mientras la superficie inferior está sometida a tracción. La tensión se calcula a partir del espesor de la probeta, el momentode flexión y el momento de inercia de la sección.

Fig. N°4: Esquema para el ensayo de flexión en tres puntos, para probetas rectangulares y circulares
Tabla N°1: El modulo de rotura (o resisitencia de flexion),mr , es :
Probeta
M
c
I

Rectangular




Circular

R




Dónde:
M = Máximo momento de flexión
C = Distancia del centroide a la fibra a analizar
I = Momento deinercia
= Modulo de Rotura(o resistencia a la flexión)
F = Carga aplicada
b y h = Ancho y altura de la viga
R = Radio de la viga
L = Espaciamiento
Las unidades usuales para el módulo de rotura son: psi (lbf/pulg2), N/mm2, Ksi (1000 lbf/pulg2), Mpa o Kgf/cm2.

Fig. 5: Diagrama de barras donde se presentan los valores más altos de resistencia a la flexión obtenida para cada una de las seriesestudiadas para aquellas muestras con contenidos de 60 % de fibra. 1.- Vacío sin curado, 2.- Vacío con curado, 3.- Presión sin curado, 4.- Presión con curado y 5.- Resina sin refuerzo.
Fuente: http://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/3815124.pdf

Tabla Nº03.- Módulos de rotura (resistencia a la flexión) para ocho materiales cerámicos comunes

Material
Modulo de rotura, mr

Psi x 103
MPaCarburo de Titanio (TiC)
160
1100
Oxido de Aluminio (AlsO3)
30-50
200-345
Oxido de Berilio (BeO)
20-40
140-275
Carburo de Silicio (SiC)
25
170
Espinela (MgAl2O4)
13
90
Sílice Vítrea
16
110
Vidrio
10
70

Tabla Nº 04.- Módulos de rotura (resistencia a la flexión) y módulos de Young (E) para ocho materiales cerámicos comunes.
Material
Módulo de rotura, σmr

Psi x 103
MPaCarburo de titanio (TiC)
160
1100
Óxido de Aluminio (Al2O3)
30 – 50
200 – 345
Oxido de Berilio (BeO)
20 – 40
140 – 275
Carburo de Silicio (SiC)
25
170
Espinela (MgAl2O4)
13
90
Sílice vítrea
16
110
Vidrio
10
70
II.2 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS POLÍMEROS

El siguiente gráfico compara curvas típicas tensión-estiramiento para diferentes clases de polímeros. Puede verse en lacurva verde, que plásticos rígidos como el polietileno, el polimetil metacrilato o los policarbonatos pueden soportar una gran tensión, pero no demasiada elongación antes de su ruptura. No hay una gran área bajo la curva.

Figura 6. Las fibras poseen alta resistencia tensil y también buena resistencia a la flexión, pero por lo general exhiben mala resistencia a la compresión
Figura 7....