Ensayo

Introduccion: Los terminos ensayo de tension y ensayo de comprension se usan normalmente a la hora de hablar de ensayos en los cuales una probeta preparada es sometida a una carga monoaxial gradualmente creciente (estatica ) hasta que ocurre la falla. En un ensayo de tension simple, la operacion se realiza sujetando los extremos opuestos de la pieza de material y separandolos. En un ensayo de comprension, se logra sometiendo una pieza de material a una carga en los extremos que produce una accion aplastante.

En un ensayo de tension, la probeta se alarga en una direccion paralela a la carga aplicada; en un ensayo de comprension, la pieza se acorta. Dentro de los limites de la practicabilidad , la resultante de la carga se hace coincidiendo con el eje longitudinal de la probeta. Exceptuando algunas piezas de ensayo arbitrariamente formadas, las probetas son cilindricas o prismaticas en su forma y de seccion transversal constante a lo largo del tramo dentro del cual las mediciones se toman.

Las probetas en comprension quedan limitadas a una longitud tal que el flambeo debido a la accion columnar no constituya un factor. Los ensayos estaticos de tension y de comprension son los mas realizados, ademas de

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ser los mas simples de todos los ensayos mecanicos. Estos ensayos implican la normalizacion de las probetas con respecto a tamano, forma y metodo de preparacion y la de los procedimientos de ensayo. El ensayo de tension es el apropiado para uso eneral en el caso de la mayoria de los metales y aleaciones no ferrosos, fundidos, laminados o forjados; para los materiales quebradizos ( mortero, concreto, ladrillo, ceramica, etc) cuya resistencia a la tension es baja, en comparacion con la resistencia a la comprension, el ensayo de comprension es mas significativo y de mayor aplicacion. Requerimientos para probetas de tension: Aunque ciertos requerimientos fundamentales pueden establecerse y ciertas formas de probeta se acostumbran usar para tipos particulares de ensayos, las probetas para ensayos de tension se hacen en una variedad de formas.

La seccion transversal de la probeta es redonda, cuadrada o rectangular. Para los metales, si una pieza de suficiente grueso puede obtenerse de tal manera que pueda ser facilmente maquinada, se usa comunmente una probeta redonda; para laminas y placas en almacenamiento se emplea una probeta plana. La porcion central del tramo es usualmente (no siempre), de seccion menor que los extremos para provocar que la falla ocurra en una seccion donde los esfuerzos no resulten afectados por los dispositivos de sujecion.

La nomenclatura tipica para las probetas de tension se puede ver en el siguiente dibujo; el tramo de calibracion es el tramo marcado sobre el cual se toman las mediciones de alargamiento o extensometro. La forma de los extremos debe ser adecuada al material, y tal, que ajuste debidamente en el dispositivo de sujecion a emplear. Los extremos de las probetas redondas pueden ser simples, cabeceados, o roscados.

La relacion entre el diametro o ancho del extremo y el diametro o ancho de la seccion reducida, es determinada en gran parte por la costumbre, aunque para los materiales quebradizos es importante tener los extremos suficientemente grandes para evitar la falla debida a la combinacion del esfuerzo axial y los esfuerzos debidos a la accion de las mordazas. Una probeta debe ser simetrica con respecto a un eje longitudinal a toda su longitud, para evitar la flexion durante la aplicacion de la carga; en el siguiente dibujo se puede ver los defectos comunes en la preparacion de probetas planas.

Dispositivos de montaje: La funcion de este dispositivo consiste en transmitir la carga desde los puentes de la maquina de ensaye hasta la probeta. El requerimiento esencial de este, es que la carga sea transmitida axialmente a la probeta; esto implica que los centros de accion de las mordazas esten alineados al principio y durante el progreso del ensayo, y que no se introduzca ninguna flexion o torsion por la accion de las mordazas. Ademas el dispositivo debe estar adecuadamente disenado para soportar las cargas y no debe aflojarse durante un ensayo.

Realizacion de ensayos: Si han de tomarse mediciones de alargamiento, el tramo de la calibracion es marcado o trazado. Sobre probetas de metal ductil de tamano ordinario, esto se hace con un punzon de centros; pero sobre laminas delgadas, o material quebradizo, deben usarse rayas finas. En cualquier caso, las marcas deben ser muy ligeras para no danar el metal, influyendo asi en la ruptura. Cuando se debe realizar mucho trabajo, se usa ocasionalmente una perforadora con punzon doble o multiple.

Antes de usar una maquina de ensaye por primera vez, el operador debe familiarizarse con la maquina; antes de poner una probeta en una maquina debe comprobarse que el dispositivo de carga de la maquina de la inclinacion de carga 0 y se hagan los ajustes si fuese necesario. Cuando se coloca una probeta en una maquina, el dispositivo de sujecion debe revisarse para cerciorarse de que funcione debidamente. La velocidad del ensaye no debe ser mayor que aquella de la cual las lecturas de carga y otras pueden tomarse con el grado de exactitud deseado; los metodos para especificar las velocidades de ensaye varian.

No hay datos disponibles en que basar cualquier regla simple para transferir las velocidades del puente a la velocidad de aplicacion de carga, aunque un factor o “modulo” de transferencia para una maquina particular de ensaye puede determinarse experimentalmente. Mas de un 50% de los laboratorios involucrados en una practica realizada, usaban velocidades de carga dentro de los limites de 10 a 70 kips/ plg2 por minuto (abreviatura de kilopound, kilolibra; su equivalente en espanol es klb, 1000 libras ).

Algunos usaban velocidades de carga hasta 1000 kips/ plg2 por minuto para el acero; una maxima velocidad de carga de 100 kips/plg2 por minuto ha sido sugerida para determinaciones del punto de cadencia de los materiales –>metalicos[Author:CSVE]. Despues de que la probeta ha fallado, se le retira de la maquina de ensaye, y si se requieren valores de alargamiento, los extremos rotos de una probeta se juntan y se mide la distancia entre los puntos de referencia con una escala o un separados hasta el 0,01 plg mas cercano.

El diametro de la seccion mas pequena se puede calibrar preferiblemente con un separador micrometrico equipado con un huso puntiagudo y un yunque o tas, para determinar la duracion del area. El ensayo a la traccion. Ordinariamente las maquinas de ensayo a traccion estan provistas de un dispositivo que traza automaticamente el diagrama de ensayo representando la relacion entre la capa P y la extension de la muestra.

Este diagrama indica importantes caracteristicas del material; el acero con alto contenido de carbono es relativamente quebradizo y este sigue la ley de Hooke hasta un valor elevado de tension y luego se fractura con un pequeno alargamiento. El punto de fluencia es una caracteristica muy importante para el acero estructural; a la tension del punto de fluencia, la muestra se alarga una magnitud considerable sin aumento de carga. Durante la extension de una muestra de acero despues de rebasado el punto de fluencia, el material se endurece y la tension necesaria para le extension de la barra aumenta.