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Variables Significativas del Torneado de Probetas para Ensayo de Torsión
Significant Variables in the Turning of Torsion Test Specimens
Rubén D. Chacón (1), Roberto J. Suárez (2), Luis J. Anduela (1) y Oscar A. López (1)
Universidad de Los Andes, (1) Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Mecánica,
(2) Laboratorio de Ensayos Mecánicos, La Hechicera, Mérida 5101A-Venezuela. (e-mail:rdchacon@ula.ve; jsuarez@ula.ve)

Resumen
Probetas de un acero AISI 1045 previamente torneadas a bajas velocidades fueron sometidas a torsión, modificando las variables básicas de velocidad de avance, velocidad de giro y profundidad de corte. Habiendo tomado el ángulo máximo de giro y la rugosidad como variables de salida del diseño experimental factorial 23 aplicado, se ha conseguido que enel aumento del ángulo máximo de giro y en la disminución de la rugosidad, el efecto significativo es ejercido por una misma interacción de factores. Los factores de esa interacción son la velocidad de giro y la profundidad de corte, ambos en nivel bajo. El estudio muestra que la plasticidad de un material metálico dúctil, expresada como ángulo máximo de giro, aumenta si mejora el acabadosuperficial de la probeta.

INTRODUCCIÓN
La idónea determinación de propiedades de materiales mediante ensayos mecánicos, requiere que sea básicamente la naturaleza del material lo que reaccione ante la carga aplicada durante el ensayo y no factores extraños a dicha naturaleza. Entre estos factores, y como capaz de influir en el resultado del ensayo de torsión pura estática, puede hallarse el acabadosuperficial de las probetas, pues los surcos de rugosidad producidos por el torneado actúan como concentradores superficiales de esfuerzos (principio de Saint-Venant) creando esfuerzos diferentes al cortante, el cual es el que propicia la deformación plástica. Puesto que a menor profundidad de los surcos (menor rugosidad) menores son sus efectos en la concentración de esfuerzos, en esa misma medidamenos aparecerán esfuerzos diferentes al cortante y mayor podría ser la deformación plástica.
Existen numerosos artículos relacionados con el estudio del efecto del mecanizado sobre la rugosidad superficial. Thomas et al. (1997) y Feng (2001) presentaron estudios acerca del impacto de una serie de factores del torneado sobre dicha variable superficial, Correa et al. (2004) han estudiadofactores que afectan el acabado en procesos de torneado y fresado, Sahin y Motorcu (2004) y más recientemente Onwubolu (2005), han propuesto modelos con los cuales la rugosidad es relacionada con algunos de esos factores; sin embargo, ninguno de esos trabajos trata o, hasta donde los autores del presente trabajo han investigado, ha sido aprovechado para tratar la dependencia del ángulo máximo de giro,como característica de la plasticidad de un material sometido a ensayo de torsión, respecto a la rugosidad superficial de la probeta.
Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es examinar la hipótesis de que una menor rugosidad superficial contribuye al aumento de la capacidad de la probeta de torsión para deformarse plásticamente y, en consecuencia, contribuye al logro de un mayor ángulo máximo degiro.
Debido a la diversidad de factores involucrados, el objetivo implica la necesidad de aplicar un diseño experimental factorial. Si el análisis factorial demostrase que las variables del torneado que en determinados niveles ejercen efecto significativo en la disminución de la rugosidad, son las mismas que en esos mismos niveles ejercen efecto significativo en el aumento del ángulo máximo degiro, la hipótesis sería considerada no rechazable y también quedarían determinadas las variables significativas del torneado de probetas para ensayo de torsión.
PROCEDIMIENTO
Etapa pre-experimental
Con miras a conseguir el objetivo con un número de ensayos relativamente bajo, se eligió el diseño experimental factorial 23 y tomando como variables dependientes (variables de salida) la...