Recubrimientos Fragiles

El método de recubrimientos frágiles en el análisis
experimental de esfuerzos proporciona una simple y
directa aproximación para resolver una gran clase
de problemas de diseño industrial donde la extrema
precisión no es requerida.

El método se basa en la perfecta adhesión de un
recubrimiento con características frágiles en el
componente que esta siendo estudiado. Cuando las
cargas sonaplicadas al componente, las
deformaciones que se desarrollan son transmitidas
al recubrimiento. Aquí estas producen un sistema
de esfuerzos en el recubrimiento que finalmente
causa que éste falle por agrietamiento.
Debido a que el componente se diseña para fallar a
niveles de esfuerzo bajo, el componente no se
sobretensiona y el método se clasifica como no
destructivo.

Hay ciertonumero de materiales que pueden
clasificarse como recubrimientos frágiles y,
generalmente, estos poseen las siguientes
propiedades

(a) Desarrollan grietas bien definidas en
deformaciones por debajo de los esfuerzos de
cedencia de la estructura.
(b) Las grietas, una vez desarrolladas, permanecen
abiertas cuando la carga de esfuerzo se elimina.
(c) La respuesta inicial de agrietamiento alesfuerzo es independiente del espesor del
recubrimiento dentro de limites razonables.

(d) El espesor de las grietas en un esfuerzo dado
varia con el espesor del recubrimiento. Mientras
mas grueso sea el espesor de la capa, menor será
el numero de grietas por pulgada, para un
esfuerzo dado.

(e) El revestimiento no se desprende en niveles
de esfuerzo razonables.

Dos tipos derecubrimiento frágil están
comercialmente disponibles. El primero es un
recubrimiento
a
base
de
cerámica,
comercializado con el nombre de All-Temp, y el
segundo es un recubrimiento a base de resina
comercializado bajo el nombre de Stress-coat.

Consiste de partículas cerámicas finamente molidas
suspendidas
en
un
portador
volátil.
El
recubrimiento es rociado sobre la muestra, secadoal aire para dar un polvo suave, y encendido a alta
temperatura hasta que las partículas cerámicas se
funden y se unen para formar un barniz.

La formulación de este recubrimiento es
relativamente simple, con tres componentes
básicos: (1) base de resinato de zinc, (2) cloruro de
metileno como solvente para dar un producto
inflamable y de baja toxicidad, (3) ftalato de
dibutilo comoplastificante para variar el grado de
fragilidad del recubrimiento.

Aunque el uso de recubrimientos frágiles a base
de resina es mucho mas común (por que son mas
fáciles de aplicar y de restablecerse), los
recubrimientos a base de cerámica tienen varias
ventajas. Desde que el recubrimiento es
esencialmente una porcelana de vidrio, su
sensibilidad de deformación no es afectada
notablementepor cambios en la humedad,
temperatura, o el tiempo de carga. El umbral de
deformación de los recubrimientos cerámicos no
es sensible al espesor de la capa. Por estas
razones, pareciera que deberían ser posible
precisiones mas altas con recubrimientos
cerámicos que con los de base de resina.

Otra mayor ventaja de los recubrimientos cerámicos
es su habilidad para trabajar a altastemperaturas.
El umbral de deformación de los recubrimientos AllTemp utilizados en una serie de materiales en
ingeniería se muestra en función de la temperatura
en la Fig. 2.1.

Estos resultados indican los cambios relativamente
pequeños en la sensibilidad de deformación del
recubrimiento con temperaturas que van desde 24 a 288°C
(75 a 550°F), y da a suponer que las pequeñas variaciones
en latemperatura durante el periodo de prueba no
producirán serios errores en el análisis. Cerca de los 288°C
el recubrimiento de porcelana comienza a ablandarse, y la
sensibilidad de deformación incrementa rápidamente con
el mayor incremento en la temperatura. Después aparece
que estos recubrimientos pueden ser usados arriba de
temperaturas cerca de los 300°C antes de hacerse
demasiado...