Familiarizacion con los metodos experimentales de esfuerzos

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Ing. En Aeronáutica

Laboratorio de Mecánica de Sólidos

Practica #1:
“Familiarización con los métodos experimentales de esfuerzos”

Alumno: Gutiérrez Martínez Gerardo

Grupo: 3av2 Boleta: 2011300414

Profesora:
Alma Rosa García González

Métodos experimentales deesfuerzos

Interferometría electrónica de patrones de moteado

Objetivo

Al término de la práctica el alumno reconocerá algunos de los métodos experimentales de esfuerzos a los cuales se someten los materiales para detectar las fallas en su estructura, así como los instrumentos para realizar dichos métodos.

Resumen

Las técnicas ópticas no destructivas y sus aplicaciones industriales hanjugado un papel muy importante en los últimos años. Esto es debido a que se pueden hacer mediciones sin estar en contacto con los objetos a medir. En adición, es posible hacer la medición en campo completo y casi en tiempo real. Entre las técnicas ópticas no destructivas más importantes encontramos la interferometría de moteado. El principio básico en que se fundamenta la interferometría demoteado, es el uso de láseres para iluminar los objetos a medir.
Cuando una superficie rugosa se ilumina con una fuente de láser aparece un campo granular o centelleo. Al correlacionar dos imágenes de moteado – antes y después de la deformación que sufre el objeto bajo prueba–aparece un patrón de franjas indicativo de que se modificó el objeto. Debido a que esta técnica es interferométrica, losdesplazamientos que se pueden medir van desde el orden de fracciones, hasta varias decenas de micras.

Introducción

La metrología óptica es importante en la solución de problemas relacionados con la industria automovilística, aeronáutica, análisis no destructivo de materiales compuestos, inspección de turbinas, detección de fracturas en elementos mecánicos, etc. La razón es que se utilizansistemas de medición de campo completo y en la mayoría de los casos no invasivos, además de alta resolución.

Los sistemas para detección de fracturas, se usan ampliamente al estudiar los campos de deformación estáticos producidos por los esfuerzos a que están sometidas algunas estructuras y de donde se puede determinar si su forma y resistencia satisfacen los criterios de diseño.

Lainterferometría electrónica de patrones de moteado (ESPI, por sus siglas en inglés: Electronic Speckle Pattern Interferometry) es un método óptico no destructivo basado en iluminación láser y sistemas optoelectrónicos de captura y análisis de datos cuyo diseño determina la sensibilidad a las diferentes componentes del vector desplazamiento. Dependiendo del diseño experimental, se puede hacer un instrumentosensible a componentes de desplazamiento fuera del plano, en el plano, e incluso a funciones de ellas mismas, como sus primeras y segundas derivadas. ESPI permite la detección en campo completo de los desplazamientos de un objeto de prueba. Como los defectos internos y externos introducen anomalías en los desplazamientos, éstos son traducidos en anomalías del patrón de franjas observado. Estoexplica el porqué la detección interna de fracturas es posible con ESPI.

Interferometría de patrones de moteado (IPM)

El principio detrás de IPM requiere que para pequeños desplazamientos o deformaciones de la superficie, la intensidad del esparcimiento en el área de observación permanezca constante. Esto implica que la posición de cada mota permanece substancialmente en el mismo lugar. Porconsiguiente, la fase de cada mota en el plano de la imagen (la retina del ojo o la película en una cámara fotográfica o el fotosensor de una cámara CCD) contiene información debido al movimiento de la superficie. Si un segundo frente de onda, mutuamente coherente, se suma al patrón de moteado, éste actúa como una referencia de fase. La intensidad de cada mota es entonces una función de la relación...