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Ensayos mecánicos

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on 19 November 2013

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Ensayos mecánicos
Clasificación de ensayos mecánicos
se clasifican en:



ensayos destructivos

¿Que son los ensayos mecánicos?
Se definen los ensayos mecánicos como los métodos en los cuales se pueden conocer las propiedades mecánicas que posee un material.

Para examinar las características de los materiales se extrae una sección llamada Probeta la cual va a ser sometida a distintos métodos, ya sea ensayo de tracción, compresión, doblado, dureza, impacto que a continuación de la lectura definiremos


Objetivos
los ensayos tienen como propósitos:

-determinar las propiedades del material

-poder seleccionar un material

-determinar el comportamiento de un material

-controlar la calidad del material



Universidad de Atacama
Departamento de metalurgia

Integrantes: Daniela Pinilla
Alexis Rivera
Miguel Cáceres

profesora: Lilian Navea
Ensayos destructivos
Son pruebas que se les hacen a algunos materiales como el acero por ejemplo. Algunas de ellas son ensayo de tensión, flexión, compresión, etc. Se les llama destructivos porque deforman al material.
Entre los ensayos destructivos más comunes se encuentran los siguientes:

-Ensayo de tracción
-Ensayo de comprensión
-Ensayo de cizallamiento
-Ensayo de flexión
-Ensayo de torsión
-Ensayo de resiliencia
-Ensayo de fatiga de matierales
-Ensayo de fluencia en caliente (creep)

ensayos no destructivos
Las pruebas no destructivas, como su nombre lo indica, no alteran de forma permanente las propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales de un material. Por ello, no inutilizan las piezas que son sometidas a los ensayos y tampoco afectan de forma permanente las propiedades de los materiales que las componen.

se clasifica en
Inspección superficial
En las superficies de inspección superficial, solo se comprueba la integridad superficial del material cuando es necesario detectar discontinuidades que están en la superficie. Este tipo de inspección se realiza por medio de los siguientes ensayos no destructivos:

-Inspección visual


-Líquidos penetrantes


-Partículas magnéticas


-Corrientes de Eddy

Inspección volumétrica
En las técnicas de inspección volumétrica, se busca conocer la integridad de un material en su espesor y detectar discontinuidades internas. Este tipo de inspección se realiza por medio de los siguientes ensayos:

-Radiografía industrial


-Ultrasonido



-Radiografía neutrónica


-Emisión acústica

Pruebas de hermeticidad
son aquellas en las que se comprueba la capacidad de un recipiente para contener un fluido (líquido o gaseoso) a una presión igual o mayor que la de operación sin que existan fugas.

Aplicación de ensayos no destructivos
estos ensayos se pueden usar en cualquiera de las siguientes aplicaciones

-Recepción de materias primas.

-Durante un proceso de fabricación.

-En la inspección final o de liberación de productos terminados.

-En la inspección de partes y componentes que se encuentran en servicio.

Ensayo de tracción
El ensayo consiste en someter una pieza de forma
cilíndrica o prismática de dimensiones
normalizadas (estándar) a un esfuerzo
de tracción continuo (tendencia a estirar el material).
Esta pieza se llama probeta.

Sus unidades en el Sistema Internacional son :

N/metro cuadrado = pascal

ensayo de traccion
Ensayo de compresión
La finalidad de este ensayo es conocer el comportamiento de un material ante una fuerza o cargas de compresión. Se aplica a probetas hasta llegar al punto de ruptura con el objetivo de analizar su resistencia máxima
- Este ensayo es muy común para determinar la compresión en materiales de construcción , tales como columnas y cimientos

ensayo de compresion
ensayo de dureza
el ensayo de dureza es uno de los mas empleados en la selección y control de los metales.
La dureza es una condición de la superficie del material y no representa ninguna propiedad fundamental de la materia, este ensayo se evalúa por tres procedimientos el método de rockwell, el brinell y el vickers.
El más usado en metales es la resistencia a la penetración de una herramienta con determinada geometría.
La penetración se le llama la resistencia que oponen los materiales a dejarse penetrar por otros mas duros (método rockwell, brinell, vickers).

tipos de métodos
Ensayo brinell

Este método consiste en comprimir una bola de acero templado, de un diámetro determinado, sobre un material a ensayar, por medio de una carga y durante un tiempo también conocido.

Método de brinell
El penetrador es una esfera de acero templado, de gran dureza, de diámetro (D) que oscila entre 1 y 10mm, y a la que se aplica una carga preestablecida durante un intervalo de tiempo que suele ser de 15s.

- No se puede realizar sobre piezas esféricas o cilíndricas.
- No es fiable en materiales duro y de poco espesor.
- Para que el error del ensayo por deformación del material no sea muy grande, debe cumplirse:
D/4 < d < D/2
- Por aproximación puede conocerse el tipo de acero se ensaya
mediante la relación:
%C = (HB-80)/ 141


Características del ensayo:
Ensayo vickers
Se utiliza como penetrador una punta piramidal de base cuadrangular y ángulo en el vértice entre las caras de 136°. Este ángulo se eligió para que la bola brinell quedase circunscrita al cono en el borde de la huella.
Ensayo rockwell
Se basa en la resistencia que oponen los materiales al ser penetrados, se determina la dureza en función de la profundidad de la huella. Permite medir durezas en aceros templados.
Los ensayos se pueden realizar con 2 tipos de penetradores: bolas de 1/8” y 1/6” conos de 120° ángulo en el vértice.

En el ensayo de rockwell lo que se mide es la profundidad de la huella, no el área de la misma. Esta prueba de rockwell consiste en hacer penetrar, en dos tiempos, en la capa superficial de la pieza un penetrador de forma prefijada y medir el aumento permanente de la profundidad de penetración.
Ventajas del método de rockwell

- Metodo rápido y preciso, no necesita de operarios especializados.
- Huellas mas pequeñas que el método brinell.
- Inconveniente tiene que si el material no asienta perfectamente, las medidas resultan falseadas.



Ensayo de dureza
Esta imagen muestra claramente un ensayo de tracción. Se puede apreciar la probeta la cual va a ser sometida a dos fuerzas opuestas para ver como se comporta el cuerpo al someterlo a tracción.

A continuación un video el cual muestra en la realidad como funciona este método.

Ensayo de Doblado
El ensayo de doblado es usado para determinar la fuerza de un material cuando se le aplica una fuerza al objeto en cuestión y ver como reacciona bajo presión. Normalmente, el ensayo de doblado mide la ductilidad. La habilidad de el material para cambiar su forma bajo presión y mantener esa forma permanentemente.
Se usa generalmente el ensayo de doblado para determinar la ductilidad de un material y también el limite de resistencia a la tracción
¿Cuándo se ocupa?
Se ocupa generalmente cuando los materiales frágiles no pueden mantenerse firmes bajo un límite de resistencia a la tracción normal, por lo tanto se hace una prueba de doblado

Ensayo de doblado
ensayo de impacto


Para realizar el ensayo de impacto en barras ranuradas se procede así:
a) Se pesan las probetas.
b) Luego, sin instalar probeta alguna se eleva el péndulo y se engatilla, para ser liberado luego. Se deja que el péndulo realice unos cuantos vaivenes (3) y se detiene. La energía gastada en este proceso se anota.
c) Se instala la probeta en los apoyos, se engatilla y suelta el péndulo, produciéndose la rotura de la probeta. Luego de detenido se anota la energía aplicada en el proceso.
d) Se calcula la energía cinética, aplicada a las fracciones de probeta. Se realiza el cálculo de la energía invertida en la rotura de la probeta.
e) Se repiten los pasos c) y d) para las otras probetas.

PROCEDIMIENTO
se utilizan para conocer cuánta energía puede absorber un material al ser impactado.

ensayo de charpy y izod
- estos ensayo determinan la tenacidad del material

-El ensayo consiste en romper una probeta de sección cuadrangular de 10x10 mm a través de tres entalladuras que tiene situadas en distintas caras. El procedimiento se repite para cada entalladura.
ensayo de impacto

Para las probetas de compresión se prefieren probetas cilíndricas a cualquier otra forma. La selección de una relación entre longitud y diámetro de la probeta es una elección que se toma para evitar una serie de inconvenientes, ya que de ser muy ancha y muy corta, las mediciones de deformaciones serían casi irrealizables, de ser muy larga y delgada, se daría una fractura por flexión, entonces se establece una relación determinada para evitar dichos efectos.El tamaño de la relación depende del tipo de material, del tipo de mediciones ydel aparato de ensayo.
Requerimientos Para Probetas
de Compresión
ensayos no destructivos
En el mundo estamos rodeados de materiales, las casas, los puentes, los ascensores, herramientas, etc. Estos objetos están hechos para distintos objetivos y por ser distintos objetivos tienen que tener distintas características por ejemplo :
La estructura de un ascensor¿ puede ser muy dúctil, o con poca resistencia a la deformación ?. La verdad es que no porque el ascensor es un medio que necesita mucha seguridad ya que transporta personas, su coeficiente de seguridad debe ser alto . entonces como conclusión sin el estudio y la ciencia de los materiales no podríamos haber llevado las construcciones al nivel de hoy en día y también esta ciencia nos ayuda a mejorar las necesidades que a diario tenemos. Ejemplo: cocinar, el uso de zapatillas, herramientas, etc.

conclusión
gracias por su atención
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