Ensayo De Watts Y Ford

Ensayo de Watts y Ford
Un ensayo de compresión adecuado para láminas u hojas metálicas es el ensayo de compresión a fluencia plana o ensayo de Watts y Ford. El esquema se muestra en la siguiente figura.
El ensayo consiste en comprimir una banda angosta de la lámina entre dos placas de ancho b.
Los “hombros” del material a cada lado de las placas, impiden que el material deforme en la direccióndel ancho w.

Se requiere que w/b>5. Si el espesor original de la placa era t0 y después de la compresión es t,
debe verificarse, además, 1/ 4 ≤ t / b ≤ 1/ 2 . Estas dos condiciones aseguran fluencia plana.
Las placas se cambian a fin de garantizar las condiciones anteriores. La lubricación es
fundamental: si no hay buena lubricación se forma una“zona muerta” junto a las placas.

Elproceso de deformar plásticamente una pieza de metal haciéndola pasar entre rodillos se llama
laminación.

Para que el proceso pueda efectuarse debe superarse una fricción crítica entre los cilindros y la
chapa, de modo que sea posible el ingreso (y el tránsito) de esta. El coeficiente de fricción crítico
μc surge de comparar las componentes horizontales de Pr y de F para el máximo valor delángulo
de contacto α. Para que la chapa pueda ingresar a la garganta del tren, la componente horizontal
de la fuerza de fricción debe ser mayor o igual que la que la componente horizontal de la fuerza
normal. La condición límite se expresa como:

F.cosα=Pr.sen α →FPr=sen αcosα=tgα

El laminado plano comprende el laminado de piezas con sección transversal rectangular con un ancho mayor que elespesor. En el laminado plano se reduce el espesor de la pieza una cantidad que llamamos «diferencia»:

Donde: d = diferencia (mm); to = espesor inicial (mm); tf = espesor final (mm).
En ocasiones la «diferencia» se expresa en relación al espesor inicial como la «reducción»:

En el caso de que se produzcan varias operaciones de laminado, la reducción es la suma de los adelgazamientos divididaentre el espesor inicial.
En la operación de laminado, al reducirse el espesor, aumenta el ancho y la longitud del material de trabajo. Pero existe una relación respecto a las dimensiones iniciales debido a la conservación del material, de modo que el volumen inicial es igual al volumen final:

Donde: Wo, Lo son ancho y largo iniciales de trabajo (mm); Wf, Lf son ancho y largo finales de trabajo(mm).
En el laminado plano también permanece constante la velocidad volumétrica del material, por tanto, la velocidad de entrada (inicial) y salida (final) del material se relacionan de la siguiente manera:

Donde: vo y vf son las velocidades de entrada y salida del material de trabajo.
La superficie de los rodillos, que esta en contacto con el material a lo largo de un arco definido por elángulo:  ,tiene una velocidad superficial:  ésta velocidad es menor que:  y mayor que: 
A lo largo de la superficie de contacto con los rodillos la velocidad del material va cambiando gradualmente y hay un punto a lo largo del arco en el que la velocidad del material es la misma que la de los rodillos. Este punto recibe el nombre de «punto neutro». A ambos lados de dicho punto se producendeslizamientos y fricción entre el material y los rodillos. La cantidad de deslizamiento que se produce entre el material y los rodillos se mide como «deslizamiento hacia delante»:

Donde: s = deslizamiento hacia adelante, vf = velocidad final del trabajo (salida) (m/s); vr = velocidad del rodillo (m/s).
Expresamos en forma de ecuación la deformación real a partir del espesor inicial y final delmaterial de trabajo. Utilizamos la deformación real para obtener el esfuerzo de fluencia promedio , que se utiliza para obtener las estimaciones de fuerza y potencia de la operación de laminado:

Para hallar ∈ (deformación real), utilizamos la siguiente expresión:

Existe un límite máximo para el «d» que puede alcanzarse en la operación de laminado plano:

Donde: dmax = diferencia máxima (mm);μ...