LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

GRUPO – BD

BARRANQUILLA – ATLÁNTICO

8 DE AGOSTO DEL 2014

INDICE

1. Introducción………………………………………………………………………3

2. Justificación…………………………………………………………………….....4

3. Ensayo de fricción….……………………………………………………….……5

4. Ensayo de dureza………………………………………………………………..6

5. Ensayo de tracción……………………………………………………………...11

6. Ensayo de compresión…………………………………………………………14

7. Ensayo de Impacto……………………………………………………………...15

8. Ensayo de torsión……………………………………………………………….18

9. Ensayo de fatiga…………………………………………………………………22

10.Ensayo de flexión……………………………………………………………….25

11.Bibliografía……………………………………………………………………….29

INTRODUCCIÓN

La Resistencia de Materiales tienen como objetivo estudiar el comportamiento de

los sólidos deformables y establecer los criterios que nos permitan determinar el

material más conveniente, la forma y las dimensiones más adecuadas que hay

que dar a estos sólidos cuando se les emplea como elementos de una

construcción o de una máquina para que puedan resistir la acción de una

determinada solicitación exterior o fuerza externa. A lo largo de este curso se

realizaran diferentes ensayos o prácticas que nos permitirán determinar lo

anteriormente descrito y para eso es necesario tener claros varios aspectos

generales sobre estos mismos.

JUSTIFICACIÓN

Para el desarrollo del curso de resistencia de materiales se hace completamente

necesario conocer aspectos claves de la asignatura, que como estudiantes nos

permitirán tener mayor claridad sobre cada uno de los ensayos a realizar,

incluyendo todo lo que se necesita para la puesta en práctica de estos mismos.

Por esta razón es indispensable la realización de este trabajo, que muestra

conceptos y aspectos generales sobre cada uno de los ensayos que se

desarrollaran a lo largo del curso.

ENSAYO DE FRICCIÓN

Definición.

La fricción es la fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo que se desplaza

sobre una superficie o por un espacio. Dicha fuerza se debe a la atracción

electromagnética entre moléculas que componen dos superficies en contacto y a

la irregularidad de superficie que se presenta a escala microscópica, dicha

irregularidad superficial se debe a imperfecciones en forma de astillas que por muy

diminutas que sean producen una desaceleración hasta el punto de reposo, en el

caso de cuerpos en movimiento, o impedimento al desplazamiento, en el caso de

cuerpos estáticos.

Pero no solamente de aprecia en cuerpos que se desplazan por una superficie,

también lo vemos en objetos que son lanzados al aire; la fuerza friccionante en

este caso es la ofrecida por el viento, que interfiere en el libre movimiento de los

objetos.

La fuerza de fricción se define en función del coeficiente de fricción, el cual es un

valor determinados por ensayos de laboratorio que permite caracterizar la

superficie de los materiales.

ENSAYO DE DUREZA

Definición.

La dureza en una propiedad fundamental, que en gran medida, determina la

resistencia y durabilidad de los materiales usados en ingeniería. Se utiliza como

base cualitativa de comparación entre materiales o en especificaciones para

tratamiento térmico en la manufactura o control de calidad.

El ensayo de dureza de Brinell se fundamenta en el cálculo de la resistencia a la

penetración de una pieza metálica por acción de una fuerza estática proveniente

del contacto de un balín, de acero endurecido o de carburo de tungsteno,

produciendo una huella o indentacion, que por la medida de su diámetro nos

indica el valor de la dureza. La huella formada durante el procedimiento es

inversamente proporcional al número de dureza (los materiales más duros se

indentan menos). El número de dureza Brinell se calcula dividiendo la fuerza

aplicada entre el área de impresión o superficie de prueba.

Propiedades mecánicas que determina.

En este ensayo además del cálculo de la dureza, se puede determinar por medio

de correlaciones otras propiedades físicas de materiales metálicos como lo son el

esfuerzo de tensión a la falla, la resistencia al desgaste y la ductilidad.

Tipos de materiales que se ensayan.

El ensayo de dureza de Brinell se puede practicar en materiales ferrosos, no

ferrosos, aleaciones como por ejemplo: hierro maleable, aceros, cobre, aluminio,

zinc, etc., por lo importantes que son en la industria del diseño de herramientas,

equipos y maquinas, pero también se le ha encontrado aplicación en el estudio de

materiales de fibra natural, como la madera y el bambú.

Maquina ensayo de dureza Brinell.

[1] Equipo de mesa universal para comprobación de materiales

[2] Rueda para generar fuerza. Máxima 20 kN

[3] Dinamómetro. Rango: 0...20 kN, error 0.5 kN; instrumento indicador con manilla

de arrastre

[5] Medidor de alargamiento. Rango: 0...10 mm / Error: 0.01 mm

[9] Generación de la fuerza mediante sistema hidráulico operado manualmente [2].

Nota: por ser una máquina universal utilizado para ensayos de dureza y tensión,

solo se mencionan las partes de la maquina usadas en al ensayo de dureza.

Normas que rigen este ensayo.

Según I.N.V. E – 503 – 07

Equipo:

Máquina de ensayo: El equipo para el ensayo de dureza Brinell usualmente

consta de una máquina de ensayo que sostiene la muestra y que aplica una

carga de indentación predeterminada a una esfera que está en contacto

con la muestra. La magnitud de la carga de indentación está limitada a

ciertos valores discretos (3000, 1500 y 500 kgf).

El diseño de la máquina de ensayo debe ser tal que no ocurran

movimientos laterales o balanceos de la muestra o de la esfera mientras se

aplica la carga.

Cuando se utilicen máquinas con el sistema de "carga muerta", se deben

tomar precauciones para evitar una sobrecarga momentánea debido a la

inercia del sistema de "carga muerta". El sistema de carga se debe operar

con el máximo cuidado a medida que se aproxima al valor máximo de

indentación.

Esfera Brinell normalizada – Las esferas Brinell normalizadas deberán tener

10 mm de diámetro con una tolerancia de este valor no mayor a 0.005 mm

en cualquier diámetro.

Microscopio de medida – Las divisiones de la escala del micrómetro del

microscopio u otro dispositivo de medida utilizado en la medición del

diámetro de la impresión deben ser tales que permitan la medida directa del

diámetro hasta 0.1 mm y con estimación de este diámetro hasta 0.02 mm.

El tamaño de las probetas son:

Largo: 15,24cm= 6pulg.

Ancho: 5,08cm= 2pulg.

Espesor: 1,59cm=5/8pulg.

Procedimiento:

Magnitud de la carga de ensayo – La carga en el ensayo normalizado de

dureza Brinell debe ser de 3000, 1500 o 500 kgf. Es deseable que la carga

de ensayo sea de tal magnitud que el diámetro de la impresión esté en el

intervalo de 2.50 a 6.00 mm (25 a 60% del diámetro de la esfera). El límite

inferior en el diámetro de impresión es necesario, debido a la reducción en

la sensibilidad del ensayo con la reducción en el tamaño de la impresión. El

límite superior está influenciado por las limitaciones de desplazamiento del

indentador en ciertos tipos de máquinas de ensayo.

Para metales más suaves, cargas de 250, 125 o 100 kgf, son aplicadas

algunas veces. La carga utilizada debe ser específicamente señalada en el

informe.

Cálculos:

Cálculos – El número de dureza Brinell HB, se relaciona con la carga

aplicada y el área de la superficie de la impresión permanente hecha por la

indentación de la esfera, y se calcula con la siguiente ecuación:

donde:

P = carga aplicada kgf,

D = diámetro de la esfera, mm, y

d = diámetro medio de la impresión, mm.

Informe:

El informe debe incluir la siguiente información:

El número de dureza Brinell.

Las condiciones del ensayo cuando el número HB se determina con cargas

diferentes a 3000 kgf y esfera con diámetro de 10 mm, con un tiempo de

carga distinto de 10 a 15 segundos.

El tipo de esfera utilizado cuando el número HB exceda de 200.

ENSAYO DE TRACCIÓN

Este es un ensayo destructivo ya que el material se deforma permanentemente y consiste en proporcionarle al material de muestra un esfuerzo de tracción creciente hasta que se produzca una ruptura. La maquina que se utiliza para este ensayo se llama bastidor para el ensayo de tracción, y a continuación mostraremos un ejemplo.

El material de muestra se coloca entre un par de abrazaderas. La abrazadera que se encuentra arriba está sujeta a una barra fija y a una celda de carga. Por otro lado la abrazadera inferior está sujeta a una barra móvil que lentamente jala el material hacia abajo. La función de la celda de carga es registrar la fuerza mientras que el extensiómetro registra el alargamiento de la muestra.

Los materiales utilizados para estos ensayos generalmente son los materiales metálicos (aluminios y probeta de Acero). Y las normas que rigen a este ensayo son DIN 53455, ISO/DP 527 y ASTM 638.

Con los datos de la fuerza y el Área inicial transversal del material podemos calcular el esfuerzo ingenieril (δ), la cual es la proporción de la fuerza de la carga aplicada a una área de la sección transversal.

δ = FA0

La deformación ingenieril es una propiedad que se determina al medir el cambio de la longitud inicial de la muestra, con los datos del ensayo la podemos calcular con la siguiente fórmula:

ϵ = L−L0L0

, Donde L es longitud de la muestra alargada y L0 es la longitud inicial de

la muestra.

Los datos obtenidos en la prueba se registran en una grafica de esfuerzo vs Deformación, y es muy importante para determinar ciertas propiedades del material.

Un ejemplo de esta grafica podría ser la siguiente:

La grafica tiene varias regiones que al identificarlas podremos obtener mas información de el material.

La primera región que encontramos es la región de deformación elástica y normalmente es una recta, aquí el material regresa a su forma original cuando la tensión se libera, es decir, no hay un daño permanente. La pendiente de esta recta es lo que llamamos modulo de elasticidad, modulo de tracción o modulo de Young (E).

(Área elástica)

El área que se encuentra bajo esta grafica es la energía Elástica, en otras palabras es la cantidad de energía que absorbe el material antes de deformarse permanentemente.

La segunda región es la de deformación plástica, cuando llegamos a ella al soltar la tensión el material no puede recuperarse por completo.

La última región es la de Ruptura, aquí es cuando el material falla.

ENSAYO DE COMPRESIÓN

El ensayo de compresión es equivalente al ensayo de tracción, generalmente se utiliza la misma máquina para realizarlo, lo único que cambia es que en lugar de separar al material, este está sometido a una carga aplastante.

La resistencia a la compresión se calcula con la siguiente ecuación:

δ c= FA i

Donde F es la Fuerza aplicada y Ai es el área en ese instante.

Otra cosa que podemos calcular es el modulo de compresión y se hace de esta manera

ϵC = ln lilo

, donde Li es la longitud instantánea y lo es longitud inicial

Varios materiales presentan módulos de compresión y tracción similares, es por eso que este ensayo no se realiza a menos que el material presente valores de compresión mucho mayores que el de tracción.

El ensayo de Compresión muestra el modo en el que el material se deforma. Este podría hacerlo de la siguiente manera:

Curveada De Corte De doble barril

De barril Compresión homogénea Inestabilidad de compresión

ENSAYO DE IMPACTO

En un ensayo de impacto se mide la tenacidad de un material, esta propiedad se define como la resistencia de un material a un golpe, en este ensayo un martillo se asegura a un péndulo a una altura inicial y es liberado.

Estos ensayos se hacen para analizar cómo se comporta el material a una velocidad de deformación mucho más elevada. Determinan la energía que se absorbe durante el experimento por una probeta estandarizada, midiendo la altura de elevación del martillo del péndulo tras el impacto.

La energía de impacto se calcula con la siguiente fórmula:

Donde e1 es la energía de impacto, m es la masa del martillo, y g es la aceleración derivada de la gravedad.

La maquina utilizada para este ensayo son péndulos de impacto y constan de dos parales paralelos completamente perpendiculares a una base que esta fija a el suelo. Los parales soportan un eje, el cual sostiene al péndulo que en su parte inferior posee el martillo

Esta prueba se hace para los polímeros, los copolímeros o los polímeros reforzados. y comúnmente se practican varios tipos de ensayos que enumeraremos a continuación y en paréntesis la norma que las rige.

Charpy (ISO 179-1, ASTM D 6110) Izod (ISO 180, ASTM D 256, ASTM D 4508) y 'unnotched cantilever beam

impact' (ASTM D 4812) Ensayo tracción por impacto (ISO 8256 y ASTM D 1822) Dynstat ensayo flexión por impacto (DIN 53435)

En la norma ISO 10350-1 para valores característicos de punto único, el método de ensayo más común es el Charpy que va regida con la norma ISO 179-1. En este método, el ensayo se realiza con probetas no entalladas y el golpe se le da en el lado estrecho. Si la probeta no se rompe, el ensayo se realizará con probetas entalladas, aunque para este caso, los resultados no se pueden comparar de una manera directa. Si todavía no se rompe la probeta, se deberá aplicar el método de tracción por impacto.

Este procedimiento Charpy tiene muchas aplicaciones y es el más apropiado para el ensayo de materiales que posean rotura por cizallamiento interlaminar o efectos de superficie. Este también tiene ventaja en los ensayos a baja temperatura, debido a que los apoyos de la probeta se encuentran más alejados de la entalladura y evitan que el calor se transmita rápidamente a las partes más vulnerables de la probeta.

En las normas ASTM, el método Izod según la ASTM D 256 es el más común. Aquí se emplean probetas entalladas.

Un método menos común es el "unnotched cantilever beam impact" especificado en la norma ASTM D 4812. Este procedimiento es muy similar al Izod, pero con probetas no entalladas.

Si sólo se pueden producir probetas pequeñas, Entonces lo mas apropiado es que se recurra a el método "Chip-impact", de acuerdo con la ASTM D 4508.

ENSAYO A TORSION

La Torsión en sí, se refiere a la deformación helicoidal que sufre un cuerpo cuando se le aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario). La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un objeto un par determinado. Por ejemplo, se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo, y se aplica un par de fuerzas al otro extremo; la cantidad de vueltas que dé un extremo con respecto al otro es una medida de torsión. Los materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de máquinas rotatorias, como los cigüeñales y árboles motores, deben resistir las tensiones de torsión que les aplican las cargas que mueven.

El ensayo de torsión es un ensayo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor. La deformación plástica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en los de tracción (estricción) o en los de compresión (Abarrilamiento, aumento de sección). Da información directamente del comportamiento a cortadura del material y la información de su comportamiento a tracción se puede deducir fácilmente.

La torsión en sí se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento torsor o una fuerza que produce un momento torsor alrededor del eje. El ángulo de torsión varía longitudinalmente.

Dónde:

Ø: ángulo de torsión o deformación angular

T: Par o momento torsor

L: Longitud del eje

G: Modulo de elasticidad en cortante

Ip: Momento polar de inercia

φ= T⋅LG⋅I p

NORMATIVIDAD

Tanto la ASTM A938 como la ISO 7800 son normas que definen los requisitos para realizar ensayos de torsión de alambre.

La ASTM F543 o ISO 6475 para torsión de tornillos para huesos.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA MÁQUINA

Especificaciones:

Nombre: máquina manual para pruebas de torsión Capacidad: hasta 1,500 kg. - cm. Registro de la carga: electrónico con indicación digital del valor del par Voltaje: 115 V Longitud Máxima de Probeta: 225 mm Diámetro Máximo de Probeta: 9.525 mm (ACERO). Área ocupada en Mesa

De Trabajo: 29 cm. * 85 cm. Altura Máxima: 40 cm. Relación del Reductor: 1:60 Capacidad del fusible: 0.75 A Aceite para el Reductor: SAE-90

La máquina consta de una barra, que soporta todas las partes de la misma. Las patas ajustables, permiten la nivelación de la máquina.

Los mandriles son para fijar las probetas. Del lado derecho de la máquina, se tiene un reductor de velocidad, de tornillo sinfín y rueda helicoidal, en cuya flecha de salida está montado un mandril. La base del reductor, está fija en la barra y fijarlo, si se desea, en cualquier punto con la palanca y la cuña.

El transportador mide aproximadamente los ángulos totales de torsión de la probeta.

El volante montado en la flecha de entrada del reductor, permite aplicar el par de torsión.

Del lado izquierdo de la máquina, se tiene el cabezal con el otro mandril y el sistema electrónico de registro. Este sistema de registro, emplea como transductor una celda de carga unida al mandril mediante un eje, montado sobre baleros para reducir al mínimo la fricción.

La cubierta contiene también las partes electrónicas del sistema de registro de la carga. En el display se puede leer el valor del par aplicado a la probeta en kg. - cm.

En el lateral derecho, se tiene un interruptor para encender/apagar la máquina. En la parte trasera, el fusible de protección y la clavija para conectar la máquina en 115 V.

Finalmente, en el lateral derecho del cabezal, se encuentra el ajustador a cero del sistema.

INSTALACIÓN.

La máquina puede quedar convenientemente instalada sobre una mesa firme. No requiere anclaje, pero si conviene tener cerca un contacto de 115 V. /60 HZ.

El equipo se suministra sin aceite en el reductor, por lo que es conveniente ponerle el necesario de (SAE-90).

ACCESORIOS.

La máquina se complementa con un "TORSIOMETRO" que permite medir ángulos directamente sobre la probeta.

OPERACIÓN DE LA MÁQUINA.

La probeta se coloca entre las mordazas. Se ajusta primero el mandril del lado del cabezal de medición y luego girando el volante se alinean el mandril opuesto y se aprieta.

Se hace girar el transportador para ponerlo en la posición de cero.

Se enciende la maquina unos 15 minutos antes de empezar a usarla, para permitir que el registrador electrónico entre en régimen.

Al encender la máquina, se verá iluminada la pantalla. La máquina está lista para aplicar carga a la probeta, lo cual se hace girando el volante. Hay que tener en cuenta que una vuelta del volante, corresponde a 6º de torsión de la probeta.

Es conveniente aplicar la carga de incrementos de torsión de la probeta de 0.2 a 1.0 grados, por cada incremento, según el material de que se trate.

MATERIALES

Probetas metálicas de acero, cobre, bronce y aluminio.

Las probetas metálicas consisten en varillas de 70cm de largo y un diámetro de 8mm.

ENSAYO A FATIGA

El término fatiga describe la falla de un material bajo la acción de esfuerzos repetidos durante un periodo de tiempo. Muchos esfuerzos pequeños pueden causar a falla de las piezas en comparación con el esfuerzo requerido para caudar la falla por alargamiento de golpe.

Se considera que el 90% de fallas de servicio en partes mecánicas se debe a la fatiga de los materiales.

Método para determinar el comportamiento de los materiales bajo cargas fluctuantes. Se aplican a una probeta una carga media específica (que puede ser cero) y una carga alternante y se registra el número de ciclos requeridos para producir la falla del material (vida a la fatiga). Por lo general, el ensayo se repite con probetas idénticas y varias cargas fluctuantes. Las cargas se pueden aplicar axialmente, en torsión o en flexión.

Dependiendo de la amplitud de la carga media y cíclica, el esfuerzo neto de la probeta puede estar en una dirección durante el ciclo de carga o puede invertir su dirección. Los datos procedentes de los ensayos de fatiga se presentan en un diagrama S-N, que es un gráfico del número de ciclos necesarios para provocar una falla en una probeta contra la amplitud del esfuerzo cíclico desarrollado. El esfuerzo cíclico representado puede ser la amplitud de esfuerzo, el esfuerzo máximo o el esfuerzo mínimo. Cada curva del diagrama representa un esfuerzo medio constante. La mayoría de los ensayos de fatiga se realizan en máquinas de flexión, de vigas rotativas o de tipo vibratorio.

NORMATIVIDAD

El ensayo de fatiga se describe en "Manual on Fatigue Testing", ASTM STP 91-A y "Mechanical Testing of Materials", A.J. Fenner, Philosophical Library, Inc. ASTM D-671 describe un procedimiento estándar del ensayo de fatiga de los plásticos en flexión.

MAQUINA PARA EL ENSAYO DE FATIGA

Las máquinas para realizar ensayos a la fatiga en ciclos de esfuerzos repetidos o invertidos se clasifican de acuerdo con el tipo de esfuerzo producido.

Máquinas para ciclos de esfuerzo axial (tensión y comprensión). Máquinas para ciclos de esfuerzos flexionantes. Máquinas para ciclos de esfuerzos. Maquinas universales para esfuerzo axial, deflexión, de corte torcionante o

combinación.

Todas las máquinas de ensayo de esfuerzos repetidos deben estar provistas de un medio para aplicar la carga a la probeta y medirla.

ANALISIS DE GRAFICOS

CURVA S-N

Estas curvas se obtienen a través de una serie de ensayos donde una probeta del material se somete a tensiones cíclicas con una amplitud máxima relativamente grande (aproximadamente 2/3 de la resistencia estática a tracción). Se cuentan los ciclos hasta rotura. Este procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes máximas decrecientes.

ENSAYO A FLEXION

El ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades de los materiales frágiles en tensión. Se pueden observar un módulo de elasticidad y una resistencia a la flexión (Similar a la resistencia a la tensión).

El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una fuerza al centro de una barra soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga estática o aplicada lentamente. Normalmente se usa para materiales frágiles

Módulo de elasticidad: Modulo de Young o la pendiente de la parte lineal de la curva esfuerzo-deformación en la región elástica. Es una medida de la rigidez de un material; depende de la fuerza de los enlaces interatómicos y de la composición, y no depende mucho de la microestructura.

Resistencia a la flexión: Esfuerzo necesario para romper un espécimen en un ensayo de flexión. También se le conoce como módulo de ruptura.

COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES SOMETIDOS A LA FLEXIÓN.

Si las fuerzas actúan sobre una pieza de material de tal manera que tiendan a inducir esfuerzos compresivos sobre una parte de una sección transversal de la pieza y los esfuerzos tensivos sobre la parte restante, se dice que la pieza está en flexión. La ilustración común de la acción flexionante es una viga afectada por cargas transversales; la flexión puede también causarse por momentos o pares tales como, por ejemplo, los que pueden resultar de cargas excéntricas paralelas al eje longitudinal de una pieza. Las estructuras y máquinas en servicio, la flexión puede ir acompañada del esfuerzo directo, el corte transversal, o el corte por torsión. Por conveniencia, sin embargo, los esfuerzos flexionantes pueden considerarse separadamente y en los ensayos para determinar el comportamiento de los materiales en flexión; la a tensión usualmente se limita a las vigas.

FALLAS POR FLEXIÓN

La falla puede ocurrir en las vigas debido a una de varias causas, de las cuales se ofrece una lista a continuación. Aunque estos modos de falla se exponen

primariamente con referencia a las vigas de material dúctil, en sus aspectos generales son aplicables a cualquier material.

La viga puede fallar por cedencia de las fibras extremas. Cuando el punto de cedencia es alcanzado en las fibras extremas, la deflexión de la viga aumenta más rápidamente con respecto a un incremento de carga; y si la viga tiene una sección gruesa y fuerte o está firmemente empotrada de tal modo que no pueda torcerce o flambearse, la falla se verifica con un pandeo gradual que finalmente se torna tan grande que la utilidad de la viga como miembro sustentante queda destruida,

En una viga de largo claro, las fibras en compresión actúan de manera similar a aquellas en compresión de una columna, y la falla puede tener lugar por flambeo. El flambeo, el cual generalmente ocurre en dirección lateral, puede deberse ya sea a la causa primaria o secundaria de la falla. En una viga en la cual el esfuerzo flexionante excesivo sea la causa primaria de la falla y en la cual la viga no esté firmemente sostenida contra el flambeo lateral, el sobreesfuerzo puede ser rápidamente seguido por el colapso de la viga debido al flambeo lateral, ya que la estabilidad lateral de la viga es considerablemente disminuida si sus fibras extremas son esforzadas hasta el punto de cedencia. El flambeo lateral puede ser una causa primaria de la falla de la viga, caso en el cual el esfuerzo en las fibras no alcanza la resistencia hasta el punto de cedencia del material antes de que el flambeo ocurra. El flambeo frecuentemente limita la resistencia de las vigas angostas.

La falla de los miembros de alma delgada, como una vigueta, puede ocurrir debido a los esfuerzos excesivos en el alma o por el flambeo del alma bajo los esfuerzos compresivos diagonales que siempre acompañan a los esfuerzos cortantes. Si el esfuerzo cortante en el alma alcanza un valor tan alto como en de la resistencia has el punto de cedencia del material en corte, la falla de la viga puede esperarse y la manera de la falla probablemente derivará de alguna acción de flambeo o torsión secundaria. El esfuerzo compresivo ordinario que siempre acompaña al cortante puede alcanzar un valor tan alto que el flambeo del alma de la viga constituya una causa primaria de la falla. El peligro de la falla en el alma como una causa primaria de la falla de la viga existente, en general, solamente para las vigas cortas con alma delgada.

En aquellas partes de vigas adyacentes a los datos de apoyo que transmiten las cargas concéntricas o las reacciones las vigas, pueden establecer esfuerzos compresivos altos, y en las vigas I o canales el esfuerzo local en aquella parte del alma más cercana a un lado de apoyo puede tornarse excesivo. Si este esfuerzo local excede la resistencia contra el punto de cedencia del material en la unión del

alma y el patín, la viga puede fallar primariamente debido a la cedencia de la parte sobrefatigada.

La falla de las vigas de material quebradizo como el hierro fundido y el concreto simple siempre ocurre por ruptura súbita. Sin embargo cuando simple siempre ocurre por ruptura súbita. Sin embargo cuando se acerca al momento de la falla, el eje neutro se desplaza hacia el canto en la compresión y tiende así a reforzar la viga, la falla finalmente ocurre en las fibras tensadas porque la resistencia a la tensión de estos materiales es únicamente una fracción de la resistencia y a la compresión es de aproximadamente 25% para el hierro fundido y 10% para el concreto

MÁQUINAS UTILIZADAS EN LOS ENSAYOS A FLEXIÓN

Cuentan con modalidades de control para ensayos bajo carga de ensayo constante, velocidad constante, mantenimiento de la carga, mantenimiento del desplazamiento, etc.

En pantalla se muestran los datos y curva del ensayo. Los datos se almacenan y administran como base de datos. Se pueden conectar a una red.

Aparatos para ensayos de flexión

Los principales requerimientos de los bloques de apoyo y carga para ensayos de vigas son los siguientes:

Deben tener una forma tal que permita el uso de un claro de largo definido y conocido.

Las áreas de contacto con el material bajo ensayo deben ser tales que las concentraciones de esfuerzo indebidamente altas (las cuales pueden causar aplastamiento localizado alrededor de las áreas de apoyo) no ocurran.

Debe haber margen para el ajuste longitudinal de la posición de los apoyos de modo que la restricción longitudinal no pueda desarrollarse a medida que la carga progrese.

Debe haber margen para algún ajuste lateral rotativo para acomodar las vigas que estén ligeramente torcidas de uno al otro extremo, de modo que no se inducirán esfuerzos (cargas) torsionantes.

El arreglo de las partes debe ser estable bajo carga.

NORMATIVIDAD

No hay términos estandarizados para presentar los resultados de los ensayos de flexión en amplias clases de materiales; por el contrario, se aplican términos asociados a los ensayos de flexión a formas o tipos específicos de materiales. Por ejemplo, las especificaciones de materiales a veces requieren que una probeta se flexione hasta un diámetro interior especificado (ASTM A-360, productos de acero). En ASTM E-190 se proporciona un ensayo de flexión para comprobar la ductilidad de las uniones soldadas. Una descripción de la fractura o fotografías se usan para reportar los resultados de los ensayos de madera. (ASTM D-1037)

BIBLIOGRAFÍA

Dureza. Disponible en: ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-

07/Normas/Norma%20INV%20E-503-07.pdf. Consulta: 7 de agosto del 2

Ciencia de Materiales. Aplicaciones en Ingeniería, Newell James. Primera Edición. Alfaomega. México.