DETERMINACIN DE COMPORTAMIENTO DE UN

MATERIAL A ALTAS TASAS DE DEFORMACIN

DARIO BURBANO ALEJANDRO PEREZ HERNAN TOCARIA MATEO MATEUS LUIS CARLOS RODRIGUEZ JUAN CAMILO HERNANDEZ

ESFUERZO Y DEFORMACION Esfuerzo: Valor de la distribucin de fuerza por unidad de rea en el entorno de un punto material dentro de un cuerpo material o medio continuo

E =

Deformacin: Cambio de forma de un cuerpo por la aplicacin de una o ms fuerzas sobre el, o la ocurrencia de dilatacin trmica .

Deformacin unitaria:

=

TIPOS DE ESFUERZOS APLICADOS

COMPORTAMIENTO DE MATERIALES

Esfuerzo mximo: Mxima cantidad de esfuerzo que el material puede soportar.

La ductilidad es la propiedad de los materiales que le permiten ser estirados a un grado considerable antes de romperse

Limite elstico: Tensin mxima que un material puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes

PLASTICIDAD Deformacin permanente del material sin que haya

ruptura.

Las evidencias de la accin plstica en los materiales se llaman deformacin, flujo plstico y creep.

La microestructura de un material policristalino se altera con la deformacin plstica: los granos se estiran en la direccin de la deformacin

Propiedad mecnica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la accin de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

ELASTICIDAD

Propiedades Velocidad de deformacin. Temperatura. Para un correcto conocimiento del comportamiento del material es necesario disponer de ensayos mecnicos que permitan ensayar los materiales a diferentes temperaturas y velocidades de deformacin.

Altas tasas de deformacin

Ensayos de impacto

En que consisten?

Estos ensayos son realizados para valorar la capacidad de resistencia de los materiales a las cargas de impacto (tenacidad) y determinar su tendencia a la destruccin frgil. La velocidad de deformacin en el caso de los ensayos dinmicos supera en varios rdenes a la velocidad de deformacin en los ensayos estticos.

Impacto Taylor

Impacto drop weight (cada libre)

Barra Hopkinson

Placas de impacto

Ensayos de balstica

Tipos de ensayos

BARRA HOPKINSON

S. Hopkinson (1914) Impacto en geometras cilndricas.

PROCESO

Probeta situada entre las dos barras, la barra incidente y la barra transmisora.

Creacin de onda incidente, viaja por la barra hasta el espcimen.

Al tocar el espcimen se generan dos ondas, la onda transmitida que genera deformacin plstica y la onda reflejada que se devuelve a la barra incidente.

Este ensayo resulta muy apropiado para la caracterizacin al impacto tanto de materiales como de partes en su forma final.

Esta basada bajo la ASTM E208

Ensayo Drop weight (caida libre)

Las mquinas de cada libre se pueden utilizar para ensayos de impacto por cada en plsticos o metales, o bien para el predaado de compuestos de fibra para ensayos de compresin tras impacto.

Mquinas de ensayos

G.I. Taylor en 1930

Determina el limite elstico dinmico.

Consiste en acelerar un cilindro contra una pared rgida, produciendo deformacin plstica sobre el cilindro.

IMPACTO TAYLOR

El impacto que produce un material sobre un disco de prueba produce ondas de choque en ambos materiales blanco e impactador. La velocidad de deformacin en un frente de choque est dada por

donde es la velocidad de la partcula , es la

velocidad de descarga y es el tiempo de subida del choque.

Placas de impacto

Una onda de choque es una onda de presin abrupta producida por un objeto que viaja ms rpido que la velocidad del sonido en dicho medio, que a travs de diversos fenmenos produce diferencias de presin extremas y aumento de la temperatura. La onda de presin se desplaza como una onda de frente por el medio.

Ondas de choque

Impacto sobre una placa

La fotoelasticidad digital y la correlacin digital de imgenes son tcnicas pticas experimentales de campo completo que se emplean para el anlisis de tensin y deformacin en elementos mecnicos.

TCNICAS PTICAS PARA EL ANLISIS DE TENSIN DINMICA

Es una tcnica experimental para la medicin de esfuerzo y deformaciones til en estructuras o maquinas que pasean geometra complicada. Se basa en el uso de luz para dibujar figuras sobre piezas de materiales transparentes y continuos, que estn siendo sometidas a esfuerzos.

FOTOELASTICIDAD

Mediante anlisis de imgenes digitales de un objeto sometido a ensayo, permite obtener el campo completo de desplazamientos en la superficie del mismo. Cuando los desplazamientos o deformaciones producidos durante el ensayo son fuera del plano de la probeta, el estudio se realiza en tres dimensiones.

CORRELACIN DIGITAL DE IMGENES

En frio: Hace referencia a la deformacin en donde la temperatura del ensayo esta por debajo a la temperatura de cristalizacin.

En caliente: Deformacin en donde la temperatura del material esta tan alta como sea posible para reducir su ductilidad y poder darle forma.

Deformacin respecto a la temperatura

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

EMBUTIDO

La embuticin es un proceso tecnolgico que consiste en la obtencin de piezas huecas con

forma de recipiente a partir de laminas metlicas.

LAMINACION

Proceso industrial por medio del cual se reduce el espesor de una lmina de metal o de materiales semejantes con la aplicacin de presin mediante el uso de distintos procesos. Este proceso se aplica sobre materiales con un buen nivel de maleabilidad.