Filosofia

Ensayo de resiliencia
(Ensayo charpy)

Resiliencia

La resiliencia es la energía elástica que es capaz de absober un material, energía que es devuelta cuando se retira la carga que deforma el material y éste recupera su forma. Viene representada por el área bajo la curva tensión-deformación del material
El valor de la resiliencia no se emplea para realizar cálculosmecánicos, sin embargo permite indirectamente caracterizar la ductilidad del material. Los ensayos de resiliencia o impacto (Charpy e Izod) permiten obtener un valor aproximado de la resiliencia, aun cuando lo que realmente se mide en dichos ensayos es la tenacidad, debido a que la rotura de la probeta es instantánea impidiéndose con ello que se verifiquen deformaciones plásticas como lasresultantes del ensayo de tracción donde la velocidad de deformación e incremento de la fuerza aplicada está controlada.
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[pic]Energía elástica almacenada durante el ensayo de tracción.





Curva tensión-deformación
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El ensayo Charpy permite calcular cuánta energía logra disipar una probeta al ser golpeada por un pesado péndulo en caída libre (Figura 17). El ensayo entrega valores en Joules, y éstos pueden diferir fuertemente a diferentes temperaturas. La Figura 18 permite evaluar la diferencia entre probetasantes y después del ensayo.
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Figura 17
Máquina para pruebas de impacto
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Figura 18
Probetas de un ensayo de impacto

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El ensayo de impacto consiste en dejar caer un pesado péndulo, el cual a su paso golpea una probeta que tiene forma paralelepípeda ubicada en la base de la máquina.
La probeta posee un entalle estándar para facilitar el inicio de la fisura; este entalle recibeel nombre de V-Notch. Luego de golpear la probeta, el péndulo sigue su camino alcanzando una cierta altura que depende de la cantidad de energía disipada al golpear. Las probetas que fallan en forma frágil se rompen en dos mitades, en cambio aquellas con mayor ductilidad se doblan sin romperse. Este comportamiento es muy dependiente de la temperatura y la composición química, esto obliga a realizarel ensayo con probetas a distinta temperatura, para evaluar la existencia de una "temperatura de transición dúctil-frágil". Este ensayo se lleva a un gráfico como el mostrado en la Figura 19 en donde se puede apreciar un fuerte cambio en la energía disipada para algunos aceros de bajo carbono. Mientras que el níquel no muestra una variación notable.



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Figura 19
Resultados de pruebasde impacto para varias aleaciones, medidos a través de un intervalo de temperatura
Realización del ensayo

El ensayo destructivo, como muestra la figura, consiste en romper una probeta entallada golpeándola con un péndulo.
Partiendo de una altura H incial desde la que se deja caer el péndulo de peso P y alcanzando éste después de romper la probeta una altura h (girando en total un ángulo α +β) se puede calcular la energía absorbida por la probeta en el impacto suponiendo que ésta es igual a la perdida por el péndulo.
Energía potencial inicial: P×H = P×L×(1-cosα)
Energía potencial final: P×h = P×L×(1-cosβ)
La energía absorbida por la probeta será:
P×L×(1-cosα) - P×L×(1-cosβ) =
= P ×L×(cosβ-cosα)

Cuanta mayor sea la fragilidad del material y menor su tenacidad más facilmenteromperá el péndulo la probeta y mayor altura alcanzará tras el impacto. Materiales muy dúctiles y tenaces que son capaces de absorber grandes cantidades de energía de impacto pueden incluso resistir el choque sin llegar a romperse; en este caso el valor de la resilencia queda sin determinar.
El péndulo en su balanceo inicial arrastra una aguja que queda fija en el punto más elevado alcanzado tras...