Métodos experimentales para la determinación de las tensiones y las deformaciones.

Resistencia de Materiales I.

Tema: Tensometría.

Título: Métodos experimentales para la determinación de las tensiones y las deformaciones.

Objetivos.

Al concluir la conferencia los estudiantes deben conocer los métodos experimentales para determinar tensiones y deformaciones.

Motivación.

Considerando que tenemos una pieza que haya sido diseñada y después de construida queremosverificar la veracidad de los cálculos de resistencia realizados en el proceso de diseño surge la interrogante ¿Cómo efectuar esta operación?

Si Ud. tiene una pieza de configuración compleja la cual esta sometida a un estado tensional complejo y desea conocer este ¿Qué método utilizaría para ello?

Introducción.

El desarrollo de la tensometría es de gran importancia debido a que permiteconocer la distribución de tensiones en las estructuras. Es sabido que a la hora de realizar cálculos de resistencia es necesario asumir determinadas cuestiones referentes a las características del material, las cargas y otros aspectos, y conocer los valores reales de tensiones, permite verificar los resultados obtenidos mediante esas fórmulas. Los métodos analíticos, aunque útiles no brindan siempretoda la información necesaria para la solución de un problema ingenieril, de aquí la importancia de la aplicación de los métodos prácticos a la Resistencia de Materiales.

Se hace necesario medir tensiones y deformaciones de forma experimental por las siguientes causas:
➢ Para determinar las propiedades mecánicas de los materiales.
➢ Para verificar la exactitud de los cálculos realizados(verificación experimental).
➢ Para analizar la distribución de tensiones y deformaciones en piezas de configuración compleja, a las cuales no se adaptan los métodos de cálculo establecidos.
➢ Para determinar las cargas cuando existen dificultades en su cálculo analítico, por ejemplo las cargas de impacto.

Las tensiones y deformaciones es preciso determinarlas para las distintassolicitaciones.

Los ensayos existentes pueden calificarse en tres grandes grupos.
1. Ensayos estáticos. Cuando la velocidad de deformación es baja.
2. Ensayos dinámicos, impactos, cargas cíclicas, vibraciones.
3. Ensayos especiales. Cuando se analiza la influencia de la temperatura, de la velocidad de aplicación de la carga, el efecto del tiempo, relajación, reactividad, etc.

Los ensayosexperimentales se realizan por los métodos siguientes: tensometría o extensometría, rayos X, lacas o recubrimientos frágiles, analogías (membrana hidrodinámica, eléctrica), polarización óptica y fotoelasticidad.

En dependencia de si realizamos el ensayo mecánico a materiales o el ensayo a estructuras se hace necesario hacer determinadas diferencias.

El ensayo mecánico a materiales se realiza con el finde determinar las propiedades mecánicas del material. Al mismo tiempo puede realizarse para evaluar la resistencia ante estados tensionales complejos. El ensayo a materiales se realiza con probetas cuyas dimensiones y formas pueden variar según los aparatos de medición disponibles y según las condiciones de los ensayos.

Cuando se refiere a los ensayos a una estructura, se tiene en cuanta laresistencia de toda una máquina, de algunas de sus piezas o de modelos. Este ensayo se hace por una parte con el propósito de evaluar la exactitud de los cálculos y por otra parte la certeza de los procesos tecnológicos realizados.

Los aparatos que miden deformación en las construcciones deben ser universales para que puedan aplicarse a objetos de cualquier forma. Los métodos experimentalesmodernos de estudio de las tensiones se reducen de una u otra forma a la determinación directa de las deformaciones que surgen en el objeto que se ensaya. Las tensiones se determinarán, de forma indirecta, a partir de la ley de Hooke. En el caso de deformaciones plásticas, generalmente no se realiza la determinación de las tensiones durante los ensayos de las construcciones, determinándose solamente...