Ensayo Torsi N

Ensayo de Torsión

Mauro Artavia
2014160205
Luis Felipe Cordero
2014086105



Resumen
El presente informe tiene como finalidad la adquisición de los conocimientos prácticos para la realización del ensayo de torsión, aplicado a dos diferentes tipos de metales, como lo son el acero nitrurado y el acero 1020.

Palabras Clave
Torsión, rigidez, esfuerzos, plasticidad.

Abstract

The following reportis related with torsion test to metallic materials. This tests provides important information about material´s behavior when it’s under rotation forces and its possible utilities.

Introducción
En la ingeniería existen gran variedad de piezas mecánicas que se ven sometidas a esfuerzos de torsión, como lo son los ejes de trasmisión de los vehículos.
Por lo cual, es de vital importancia analizarcuál es el comportamiento del material ante dichas condiciones.
Para dicho fin se puede aplicar la prueba de torsión para conocer cuáles son las propiedades del material y si el mismo se adapta a las necesidades.
La torsión según Hibbeler en su obra Mecánica de materiales la torsión se define como la aplicación de una fuerza “que tiende a torcer un elemento sobre su eje longitudinal” (pag.179)Cuando uno de los extremos del material a ensayar, se encuentra estático mientras que el otro gira, se genera una diferencia en las rotaciones ocasiona que el material se vea sometido a un esfuerzo cortante además Hibbeler en su obra ya mencionada, establece que “la magnitud del deformación constante varía solo con su distancia radial desde su línea central del eje” (pag.181), como se ilustra enla figura 1.

Figura 1: Variación del esfuerzo cortante en función de la distancia radial. Extraído de Mecánica de materiales [1].

Según lo establecido teóricamente, para la realización de la prueba basta con la medición del ángulo de giro y las dimensiones físicas, para determinar el momento de torsión de un material determinado.
Al aplicar un esfuerzo torsor sobre una probeta normalizada,brindará información sumamente útil para las posibles aplicaciones del material, como lo son el módulo de Poisson y el módulo de elasticidad o rigidez. Según Hibbeler establece que la razón de Poisson hace referencia a la capacidad de un material para contraerse o expandirse lateralmente, posterior a una carga axial y el módulo de la elasticidad nos indica el grado de maleabilidad o rigidez delmismo, esto ultima se define como la pendiente del diagrama esfuerzo vs deformación. (Pag.102-105)

En fundamental recalcar la importancia que tiene la colocación uniforme de la probeta en el torqui metro, ya que según Beer en su obra Mecánica de materiales, “las secciones trasversales permanecen planas y sin distorsión” (pag. 136), sin embargo si existe una diferencia en los momentos de torsiónpresentes en los extremos de la probeta, provocará que existan secciones que no se comportarán de manera uniforme, lo que provocará deformación laterales en el material, lo anterior se puede apreciar visualmente en la figura 2.
Figura 2: Variación de la uniformidad conforme se aplique la fuerza. Extraído de Mecánica de materiales [2].
Metodología
Para llevar a cabo dicho ensayo es necesario contarcon un torqui metro y un pie de rey, además de probetas estandarizadas, en este caso los materiales que las componen son acero nitrurado y acero 1020.

Antes de la realización la prueba de torsión se mide el diámetro y la longitud inicial de las probetas para poder analizar las diferencias de estas medidas con respecto a las mismas después de aplicado el ensayo. Una vez tomadas las medidas sesujetan las probetas de manera uniforme, es decir que no quede torcido para que no se den deslizamientos de la probeta y altere las medidas tomadas tanto de momento torsor como de ángulos.
Los datos que se pueden extraer del presente ensayo están dados por la gráfica esfuerzo vs deformación, y como se mencionó en la introducción el esfuerzo está dado por la variación del ángulo de rotación, por lo...