Estudiante
1) Generalidades
El tipo de falla de un elemento estructural depende de:
A_ Las características del estado de tensión en los puntos del elemento y su variación en el tiempo.
B_ Las condiciones ambientales.
C_ Las propiedades mecánicas del material.
Rotura por arrancamiento: Se presenta cuando la tensión normal alcanza un valor crítico que lleva a la rotura delenlace metálico y a la separación de la pieza en dos partes. Aquí las deformaciones son pequeñas. Esta falla se identifica en los materiales frágiles.
Deformación plástica excesiva: Se debe al movimiento lento de las dislocaciones por acción de las tensiones tangenciales. Esta falla se identifica para materiales dúctiles.
Factores fragilizantes:
A_ Alta velocidad de carga y deformación.
B_ Bajatemperatura.
C_ Triaxialidad del estado de tensiones.
2) Grietas y su propagación
Las estructuras internas de las piezas siempre presentan imperfecciones, que pueden clasificarse en: atómicas, microscópicas, macroscópicas (poros, grietas, escorias, etc.)
Las primeras dos son inherentes al material. Las últimas son producidas por defectos de fabricación y originaran distribuciones detensiones no previstas en el diseño. Para evitar la presencia de imperfecciones macroscópicas debe mejorarse el método de fabricación y efectuarse un control de calidad adecuado. Más allá de todas las precauciones, estas imperfecciones no pueden eliminarse totalmente.
Son especialmente peligrosas las grietas alargadas con extremos agudos (factor fragilizante).
El aumento de longitud se denominapropagación de la grieta.
3) Tenacidad
Es la capacidad del material de impedir la propagación rápida de las grietas. Si solo se propagan las grietas de grandes dimensiones y con baja velocidad, diremos que el material tiene alta tenacidad. Si se propaga rápidamente cualquier grieta diremos que el material tiene baja tenacidad.
4) Tipos de Ensayo
De impacto: Se rompe una probeta (fijadapor norma) entallada mediante el impacto con un cuerpo de forma, velocidad y energía determinadas.
De tensión critica: Son ensayos estáticos que pueden realizarse en maquinas universales. Se mide la máxima tensión que puede soportar la probeta.
De fractomecanica: Es el ensayo fundamental en este campo, por ser el más exacto. El “factor de intensidad de tensiones” limite (Ki) se calcula en funcióndel tipo de solicitación, tipo y dimensiones de la probeta y del valor de la carga en el inicio de la propagación rápida.
5) Ensayos de impacto
Solo son útiles para algunos materiales y no dan valores de diseño.
Se rompe una probeta cuya forma, entalla y dimensiones están fijadas estrictamente por normas, mediante un esfuerzo de flexión dinámico. El resultado del ensayo es algunacaracterística del proceso de rotura (energía absorbida, % de zona dúctil, expansión lateral) o la temperatura que produce una rotura de características prefijadas.
Estos ensayos son de amplio uso en control de calidad por su rapidez, bajo costo y sencillez de probetas y equipos.
6) Ensayo Charpy
Concepto
La probeta esta simplemente apoyada y el esfuerzo de flexión se logra haciendo incidir en elcentro de la probeta un golpeador a alta velocidad (4,5 a 5,9m/s) y con la energía suficiente (290 a 360J) para romperla de un solo golpe.
La entalla siempre debe estar ubicada en la zona donde se vaya a generar tracción, por lo que el golpeador debe incidir en la cara opuesta a la que posee la entalla.
Las probetas se clasifican según la forma de la entalla: En V, en U, o en ojo de cerradura.7) Ensayo Izod
Concepto
La probeta se coloca verticalmente en el dispositivo de sujeción y se ajusta firmemente, con la punta de la entalla pasando por el plano de empotramiento.
El golpeador incide a alta velocidad en la parte superior de la probeta y en la cara donde está la entalla. La energía de impacto debe ser la suficiente para romper y separar en dos a la probeta de un solo...
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