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ENSAYO DE IMPACTO
Presentación
Objetivo general
Objetivos específicos
Marco teórico
Procedimiento
Materiales/equipos
Cálculos y resultados
Análisis
Bibliografía
Créditos
Presentación
Introducción
Obj. General
Materiales
Cálculos
Análisis
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Biografía
Créditos
En el proceso de formación de un Ingeniero Industrial,es muy importante el conocimiento de la Ciencia de losMateriales, ya que ésta proporciona las herramientasnecesarias para comprender el comportamiento generalde cualquier material, lo cual es necesario a la hora dedesarrollar adecuadamente diseños de componentes,sistemas y procesos que sean confiables y económicos.Cuando se manipulan materiales es muy importanteconocer e identificar las diferentes características ypropiedades mecánicas que éstos poseen. En el casoespecífico de esta práctica, se estudiarán laspropiedades como la resiliencia o resistencia al impactoque tienen los materiales metálicos, mediante laaplicación de las pruebas de impacto Charpy. De igualforma esta práctica también tiene por objetivo,desarrollar habilidades para la manipulación de losinstrumentos requeridos en la práctica.
INTRODUCCIÓNPresentación
Introducción
Obj. General
Materiales
Cálculos
Análisis
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Biografía
Créditos
Calcular la tenacidad de los materiales (acero aleado, acero no aleado y aluminio) mediante el ensayo de impacto desarrollado en el laboratorio con el péndulo charpy.
Objetivo generalPresentación
Introducción
Obj. General
Materiales
Cálculos
Análisis
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Biografía
Créditos
Analizar y reconocer la importancia de la prueba deimpacto para determinar algunas características delos materiales.
Determinar la tenacidad a la fractura de un materialal ser sometido al ensayo de impacto.
Obtener conocimientos acerca de la prácticarealizada en el ensayo de impacto.
Reconocer que tan dúctil es el material después derealizar la prueba y de someterlo a cargas deimpacto.
Objetivos específicosPresentación
Introducción
Obj. General
Materiales
Cálculos
Análisis
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Biografía
Créditos
Energía cinética: La energía cinética o energía demovimiento,, se debe al movimiento de un cuerpo. Sufórmula es ½ mv2
Energía potencial: La energía potencial o de posición sedebe a la altura a la cual se ha elevado un cuerpo. Sufórmula es mgh
Tensión es la fuerza interna aplicada, que acta por unidadde superficie o área sobre la que se aplica. También sellama tensión, al efecto de aplicar una fuerza sobre unaforma alargada aumentando su elongación.
tenacidad es la energía total que absorbe un materialantes de alcanzar la rotura, por acumulaciónde dislocaciones. En mineralogía la tenacidad es laresistencia que opone un mineral u otro material a serroto, molido, doblado, desgarrado o suprimido
Marco teórico Presentación
Introducción
Obj. General
Materiales
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Análisis
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Biografía
Créditos
Resiliencia: energía que necesita un material para deformarseelásticamente.
Módulo de resiliencia: Corresponde a la energía de deformación porunidad de volumen requerida para deformar el material hasta el límiteelástico
Dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como lapenetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformacionespermanentes; entre otras. También puede definirse como la cantidad deenergía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse odeformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, estosignifica que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho másdifícil de rayar.
Ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, comolas aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acciónde una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sinromperse,1 permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material.
Marco teóricoPresentación
Introducción
Obj. General
Materiales
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Análisis
Obj.Especifico
Marco Teórico
Procedimiento
Biografía
Créditos
Fragilidad: es la cualidad de los objetos y materiales deromperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad sedefine más propiamente como la capacidad de un material defracturarse con escasa deformación. Por el contrario, losmateriales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadasdeformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas.La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene lapeculiaridad de absorber relativamente poca energía, adiferencia de la rotura dúctil.
Fractura: Es la separación de un sólido bajo tensión en dos omás piezas. En general, la fractura metálica puede clasificarseen dúctil y frágil. La fractura dúctil ocurre después de unaintensa deformación plástica y se caracteriza por una lentapropagación de la grieta. La fractura frágil se produce a lo largode planos cristalográficos llamados planos de fractura y tieneuna rápida propagación de la grieta.
Marco teóricoPresentación
Introducción
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Materiales
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Obj.Especifico
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Biografía
Créditos
Ensayo de impacto “Cuando un material es sujeto a un golpe repentino y
violento, en el que la velocidad de deformación esextremadamente rápida, se puede comportar en unaforma mucho más frágil que la que se observa en otro tipode pruebas, por ejemplo en el ensayo de tensión. Esto, sepuede observar en muchos plásticos, ya que al estirarlocon mucha lentitud, las moléculas de polímero tienentiempo de desenredarse o las cadenas de deslizarse entresí y permitir deformaciones plásticas grandes. Sinembargo, si se aplica una carga de impacto, el tiempo esinsuficiente para que esos mecanismos jueguen un papelen el proceso de deformación, y los materiales se rompenen forma frágil, Con frecuencia se usa un ensayo deimpacto para evaluar la fragilidad de un material bajoestas condiciones. En contraste con el ensayo de tensión,en el de impacto las tasas de deformación unitaria sonmucho mayores”
Marco teóricoPresentación
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Procedimiento
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Créditos
El ensayo de impacto consiste en dejar caer un péndulo pesado, el cuala su paso golpea una probeta que tiene forma de paralelepípedo,ubicada en unos soportes en la base de la máquina. Se debe dejar caerel péndulo desde un ángulo α = +/- 90º, para que la velocidad delpéndulo, en el momento del golpe y en el punto de la nariz de golpeosea de 4.11 m/s y de esta manera cumpla con los requerimientos de lanorma que especifica que la velocidad del péndulo en el momento delimpacto debe estar entre 3 m/s y 6 m/s. La probeta posee una muesca(entalle) estándar para facilitar el inicio de la fisura. Luego de golpear laprobeta, el péndulo sigue su camino alcanzando cierta altura quedepende de la cantidad de energía absorbida por la probeta durante elimpacto. Las probetas que fallan en forma frágil se rompen en dosmitades, en cambio aquellas con mayor ductilidad (baja fragilidad) sedoblan sin romperse. Este comportamiento es muy dependiente de latemperatura y la composición química, lo cual obliga a realizar el ensayocon probetas a distinta temperatura, para evaluar y encontrar la“temperatura de transición dúctil-frágil". Hasta ahora, sólo se ha hechomención a la resistencia de los materiales (principalmente acero)cuando estos se ven solicitados a esfuerzos de tracción. Existen otrosensayos destructivos que permiten evaluar la resistencia del materialfrente, por ejemplo, al impacto (o resiliencia). El ensayo Charpy permitecalcular cuánta energía logra disipar una probeta al ser golpeada por unpesado péndulo en caída libre (Fig1). El ensayo entrega valores enJoules, y éstos pueden diferir fuertemente a diferentes temperaturas.La Figura 2 permite evaluar la diferencia entre probetas antes y despuésdel ensayo.
Marco teóricoPresentación
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Procedimiento
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Créditos
Marco teórico
Figura1Máquina para pruebas de impacto
Presentación
Introducción
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Créditos
Marco teórico
Figura2Probetas de un ensayo de impacto
La probeta posee un entalle estándar para facilitar el iniciode la fisura; este entalle recibe el nombre de V-Notch. Luegode golpear la probeta, el péndulo sigue su caminoalcanzando una cierta altura que depende de la cantidad deenergía disipada al golpear. Las probetas que fallan en formafrágil se rompen en dos mitades, en cambio aquellas conmayor ductilidad se doblan sin romperse. Estecomportamiento es muy dependiente de la temperatura y lacomposición química, esto obliga a realizar el ensayo conprobetas a distinta temperatura, para evaluar la existenciade una "temperatura de transición dúctil-frágil".
Presentación
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Grafica Temperatura de transición.
Marco teóricoPresentación
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Biografía
Créditos
1. Se verifica que la probeta se encuentre ubicada sobre elbastidor o yunque de la máquina de tal modo que el lado ocara de la muestra donde se localiza la ranura se apoye en lasmandíbulas del bastidor y la ranura quede centrada en elespacio entre estas mandíbulas. La talla en forma de V de laprobeta debe quedar en lado contrario del golpe del péndulo.
2. El péndulo o martillo debe hallarse asegurado en suposición inicial mediante el gatillo de la máquina, de otromodo, con el accionamiento eléctrico o manual, suspéndalohasta esa ubicación y asegúrelo.
3. Se debe revisar que el péndulo no marque ningún valor(este en cero).
4. Retírese por lo menos a un metro en frente de latrayectoria que sigue el péndulo, sosteniendo en sus manos eltablero de controles de la máquina.
PROCEDIMINETOPresentación
Introducción
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Marco Teórico
Procedimiento
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Créditos
5. Antes de colocar la perilla del tablero en la posición deencendido, asegúrese también de que el cable que vadesde el control hacia la máquina no haya quedadoatravesado en la trayectoria a seguir el péndulo.
6. Coloque la perilla en la posición de encendido y libereel martillo para fracturar la muestra
. 7. Una vez la probeta ha fallado, el martillo continua su
trayectoria semicircular y una aguja o índice de registroes accionada por el extremo superior del brazo delpéndulo, de manera que se deslice sobre la escala deenergía e indique la altura alcanzada por el péndulo alfinal de la oscilación (algunas máquinas y/ o dispositivosmodernos vienen con esta escala directamente enunidades de energía).
PROCEDIMINETOPresentación
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8. La diferencia de altura entre el centro de gravedad delpéndulo en la posición inicial y en el extremo opuesto de suoscilación, multiplicada por el peso del mismo, es el valorde la energía absorbida por la probeta en el golpe.
9. Detenga la oscilación del péndulo desde el tablero decontroles, hasta que el brazo quede en posición vertical, oelévelo hasta la posición inicial de prueba para ensayar unanueva muestra.
PROCEDIMINETOPresentación
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Péndulo Charpy
Se utiliza en ensayos para determinar la tenacidad de un material.
Materiales/equipos Presentación
Introducción
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Probetas Se utilizaron tres materiales, un aluminio y dos tipos de
aceros, a temperatura ambiente y bajas temperaturas.La probeta que se utiliza para este tipo de ensayo es unabarra de sección transversal cuadrada dentro de la cualse ha realizado una talla en forma de V. Esta probeta sesostiene mediante mordazas paralelas que se localizan
de forma horizontal.
Materiales/equiposPresentación
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PROBETA DE ALUMINIOEnergía absorbida: 99 JuliosEl aluminio es el material mas dúctil de los tres, lo que significaque posee gran tenacidad ya que esta es la capacidad que tieneun material para absorber energía antes de romperse.
PROBETA DE ACERO ALEADO
Energía absorbida: 6 JuliosEl acero aleado es menos dúctil que el acero sin aleación lo quesignifica que no es muy tenaz.
PROBETA DE ACERO NO ALEADO
Energía absorbida: 66 JuliosEl acero no aleado es más dúctil y tenaz que el aleado
Cálculos y Resultados Presentación
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La tenacidad es la energía total que absorbe unmaterial antes de alcanzar la rotura, poracumulación de dislocaciones. La tenacidad sedebe principalmente al grado de cohesión entremoléculas.
En esta práctica se pudo notar que al mejoraralguna de las propiedades de un materialdisminuye otra, en el caso de la probeta de aceroaleado su ductilidad es mínima y absorbió menosenergía que las demás probetas para romperse, adiferencia del acero sin aleación el cual es mastenaz y dúctil que el aleado; así mismocomprobamos que el aluminio es mucho masdúctil y tenaz que los aceros estudiados en lapractica.
Análisis Presentación
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Biografía
Créditos
Hibbeler R, Mecánica de Materiales. Tercera Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana SA. México D.F., 856 páginas
Mott R. Resistencia de Materiales Aplicada. Tercera Edición. Prectice-Hall Hispanoamericana SA. Mexico D.F., 640 páginas.
Recuperado el 23 octubre del 2013 de monografías http://www.monografias.com/trabajos46/fracturas-mecanicas/fracturas-mecanicas2.shtml#ixzz2iltRmvG6.
BIBLIOGRAFÍAPresentación
Introducción
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Materiales
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Marco Teórico
Procedimiento
Biografía
Créditos
ESTUDIANTES DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
Romario Molina C
Jessica Caballero C
María De la Asunción
Bryan Sánchez
CréditosPresentación
Introducción
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