Ensayos dinámicos por choque. Ensayo de Charpy

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Ensayo dinámico por choque- Ensayo de Charpy

Asignatura: Ensayos Físicos

PNT Código: EF-04/LAN_2014

Instituto Fray Luis de León Año académico: 2014-2015

Elaborado por: Daniela Pendeva Stoycheva

Ensayo de Charpy

Ensayos Físicos, PNT: EF-04/LAN_2014 Página 2/10

ÍNDICE

1. OBJETIVO

2. FUNDAMENTO TEORICO

3. MATERIALES

4. PROSEDIMIENTO EXPERIMENTAL

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS

6. CONCLUCIÓNES

7. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

Ensayo de Charpy


1. OBJETIVO Los objetivos fundamentales de esta práctica son:

Familiarizarse a una maquina de Charpy;

Preparar una probeta de ensayo dinámico;

Determinar la energía absorbida del material ensayado y su resiliencia;

Interpretar los resultados de ensayo.

2. FUNDAMENTO TEORICO El ensayo de Charpy es un ensayo dinámico de choque. El último se caracteriza que entre el material (probeta) ensayado y la carga no hay contacto previo. La finalidad de este ensayo, es la determinación de la energía absorbida por una probeta de determinadas dimensiones, al ser rota de un solo golpe. Con lo cual se puede comprobar el comportamiento y si la maquina, estructura etc. se romperá bajo concentraciones de tenciones, cambios brusco de sección o grietas que sufren los materiales en el proceso de la explotación en general. Los ensayos dinámicos de choque se realizan en una maquina denominada péndulo o martillo pendular. (Figura 1-a)

Figura1. Péndulo de Charpy. a) Maquina de la empresa “Hoytom”; b) esquema de un ensayo de choque Se utilizan para los ensayos probetas normalizadas que están previamente entalladas – tener una disminución de la sección en el centro de la probeta que puede ser de V- o en forma de U.(Figura 3) La probeta se coloca sobre unos soportes , entre los cuales puede pasar el péndulo , se deja caer éste desde una altura ℎ𝑎 , de forma que golpeará la probeta por la cara opuesta (Figura1-b). Existen normalizados péndulos Charpy de tres tamaños, que desarrollan en la caída 10 kgm, 30 kgm y

Ensayo de Charpy


300kgm. La rotura del material está relacionada con la absorción de la energía, cuyo valor se toma de la escala de la maquina. L a probeta tiene que partirse después del golpe del péndulo. En el caso contrario en el que solo esta doblada no se puede dar resultados comparativos. Con el ensayo de Charpy se puede calcular la resiliencia KCU (cuando la huella es de forma U) o KCV (cuando la huella es de forma V) según la fórmula 1-1., que no es una medida de tenacidad. Los valores calculados se consideran como el resultado de un ensayo normalizado y se pueden utilizar como un índice orientativo y comparativo de la tenacidad o fragilidad.

𝜌 =𝑇𝑟

𝑆; 𝑘𝑔. 𝑚 𝑐𝑚2 , 𝑜 𝐽 𝑐𝑚2 (1-1)

3. MATERIALES

Péndulo de Charpy (Figura 1);

Probeta metálica- de acero fundido (Figura 5-a);

Máquina para la preparación de la probeta y hacer la huella( Figura 2);

Calibre.

Figura 2. Máquina para la preparación de una probeta de ensayo Charpy. a) La maquina; b) El momento de hacer la huella.

4. PROSEDIMIENTO EXPERIMENTAL En nuestro laboratorio disponemos con Péndulo de Charpy de empresa “Hoytom”. El péndulo desarrolla a energía en momento de choque de (300 ± 10) J ; Pasos que hemos seguido: 4.1. Preparación de la probeta:

- Hacemos la entalla en el centro de la probeta, utilizando la máquina de Figura 2; - Con un calibre medimos la dimensiones de la probeta (Figura 3): el ancho y espesor, la

longitud de la probeta u la de entalla;

Figura 3.Parámetros de una probeta de un material sometido en un ensayo de Charpy, con disminución de la sección en el centro de forma de V.

4.2.El ensayo sin probeta para comprobar la exactitud de la maquina: - Enganchamos el péndulo; - Colocamos el péndula en posición

más alto y ponemos la aguja de la escala en el valor de 300 J;

- Dejamos de caer el péndulo; - Paramos con el frenador; - Comprobamos que el valor de la

escala es “0”;

Figura 4. Las escalas de Péndulo de Charpy. Esta asignada la escala de nuestro ensayo.

4.3.El ensayo con probeta: - Colocamos la probeta que hemos preparado previamente (punto 4.1) en el centro sobre

los dos suportes en la maquina; - Colocamos el péndula en posición más alto y ponemos la aguja de la escala en el valor de

300 J; - Dejamos de caer el péndulo; - Paramos con el frenador; - Comprobamos que la probeta está rota; - El valor que nos da en la escala es el valor de la energía absorbida en el momento de

choque.

Figura 5. Probetas para el ensayo de Charpy. a) Antes de la preparación de la probeta para el ensayo; b) Después de la rotura.

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS Hemos ensayado tres probetas del mismo material- acero. Las tres probetas se han partido por la mitad- donde hemos hecho la disminución de la sección. Para calcular reciliencia hemos utiliza ecuación 1-1.

Ensayo de Charpy


Probeta L(mm) a(mm) b(mm) h(mm) Energía absorbida F(J)

S=bxh(𝑐𝑚2) ρ (𝐽/𝑐𝑚2)

1 98,40 10,02 9,98 8,76 180 0,874 240

2 100,83 10,05 10,08 8,99 195 0,906 215

3 99,35 8,65 8,68 7,94 138 0,689 200

Energía desarrolladla en momento de choque: (300 ± 10) J ;

6. CONCLUCIÓNES Nuestras probetas no eran normalizadas, y no se puede comparar los resultados obtenidos

con las normas. Hemos observado que los valores de las tres probetas diferentes son muy parecidos por lo cual se puede constatar que la calidad del material no varía.

Ensayo de Charpy


7. Referencias bibliográficas

1) Lisana Garrido Vílchez, Apuntes de Ensayos Físicos, Tema 5- Propiedades y ensayos mecanicos.

2) Péndulo Charpy ; Disponible en: http://www.sye.com.es/pdf_informacion/SYE_indust_02.pdf

3) Gabriel Calle Trujillo, UTP Laboratorio de Resistencia de Materiales- Guia de Laboratorio,

Disponible en: http://www.utp.edu.co/~gcalle/Impacto.pdf

4) Raúl Ibárrula , Practica 4: Ensayo Péndulo Charpy y Fluencia ;

Disponible en: http://www.slideshare.net/raibarru/prctica-4-ensayo-pndulo-charpy-y-fluencia

5) Ing. Beliana L.de Cabello , Universidad Nacional Experimental Politecnica “Antonio Jose de Sucre” ,

Propiedades mecánicas. Ensayo de impacto ;

Disponible en: http://www.slideshare.net/belidecabello/impacto-32630662

http://www.utp.edu.co/~gcalle/Impacto.pdf

http://www.slideshare.net/raibarru/prctica-4-ensayo-pndulo-charpy-y-fluencia

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