Fotoelasticidad

ENSAYO DE FOTOELASTICIDAD

JESUS ANTONIO ANICHIARICO PEREZ
XAVIER JIMENEZ
BAYRON PADILLA
JOSE GABRIEL GUERRERO LAMBERTINEZ

ING. EDGARDO PATERNINA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

MONTERÍA ± CORDOBA

MAYO DEL 2011

FOTOELASTICIDAD
La fotoelasticidad es una técnica para el análisis de esfuerzos, resulta
particularmente útil en estructuras omáquinas que posean geometría complicada,
condiciones de cargas complejas o en ambos casos, en los cuales los métodos
analíticos resultan muy engorrosos.
El principio básico de la fotoelasticidad se debe al descubrimiento efectuado por
David Brewster en 1816. Utilizando una pieza de vidrio cargada y haciendo pasar
a través del vidrio luz polarizada, él observó que aparecía un contornocoloreado
causado por las tensiones presentes en la pieza.
El nombre de fotoelasticidad refleja la naturaleza de este método experimental, el
cual implica la utilización de rayos luminosos y técnicas ópticas para el estudio de
los esfuerzos y deformaciones en los cuerpos elásticos.
PRINCIPIO DE FOTOELASTICIDAD
La fotoelasticidad es una técnica ampliamente usada en todos los campos para
determinarcon precisión deformaciones superficiales para determinar los
esfuerzos en una parte o estructurar durante ensayos estáticas o dinámicas.
Existen dos métodos de realizar el ensayo de fotoelasticidad: transmisión y
reflexión. El primero consiste en reproducir la pieza o estructura de estudio con un
material birrefringente, el segundo y más usado últimamente consiste en adherir
un plásticoespecial sensible al esfuerzo en la parte de estudio. Cuando se aplican
las cargas de prueba o servicio, se ilumina la pieza de ensayo con una luz
polarizada desde un polariscopio. Cuando se ve a través del polariscopio, los
esfuerzos se muestran en colores, se revela la distribución total de esfuerzos y se
determinan las áreas con altos esfuerzos. Con un transductor óptico
(compensador) unido alpolariscopio, el análisis de esfuerzo cuantitativo puede ser
rápidamente y fácilmente realizado.
Con la fotoelasticidad, se puede:
‡ Instantáneamente identificar las áreas críticas, resaltando regiones con sobreesfuerzo y bajo-esfuerzo.
‡ Medir con precisión los esfuerzos máximos y determinar las concentraciones de
tracción alrededor de agujeros, muescas, filetes, y otros sitios de falla.
‡Optimizar la distribución de esfuerzos en partes y estructuras para minimizar el
peso y maximizar la confiabilidad.
‡ Medir los esfuerzos principales y direcciones a cualquier punto de la pieza
estudiada.
‡ Estudiar repetidamente bajo las condiciones de carga variantes.
‡ Hacer mediciones de esfuerzo en laboratorio o en campo inafectado por
humedad o tiempo.

‡ Identificar y medir laconcentración de esfuerzos y esfuerzos residuales.
‡ Detectar fluencia, y observar la redistribución de esfuerzos en el rango plástico
de deformación.
La fotoelasticidad tiene una historia establecida de aplicaciones exitosas en casi
todos los campos de fabricación y construcción dónde el análisis de esfuerzo es
empleado, tales como: automotriz, maquinaria agrícola, aviación y aeroespacial,construcción de edificios, máquinas, recipientes a presión, barcos, equipos de
oficina, puentes, instrumentos y muchos otros.
BIRREFRINGENCIA
El método foto-elástico está basado en una importante propiedad, que poseen
ciertos materiales, la cual consiste en descomponer un haz de luz en dos
componentes ortogonales y transmitirlas a diferentes velocidades. Esto es
conocido como birrefringencia odoble refracción.
LUZ POLARIZADA
La luz o rayos luminosos son vibraciones electromagnéticas similares a ondas de
radio. Una fuente
incandescente emite energía radiante la cual se propaga en todas las direcciones
y contiene un espectro completo de vibraciones de diferentes frecuencias o
longitud de ondas. Una porción de este espectro, longitudes de ondas entre 400 y
800 nm (15 y 30 x 10-6...