COMPRESORES

1. Ensayos de Compresión

2. Ensayo de compresión entre bloques
• Las deformaciones verdaderas involucradas en el proceso de
conformado plástico son del orden de 2 a 4 (mucho mayores que
las que obtienen en un ensayo de tracción) con altas tasas de
deformación.
• El ensayo de compresión entre bloques es más conveniente para
obtener información sobre el comportamiento del material en
procesos de conformado.
• En conformado plástico de metales, la presión se describe como:
Con : tensión de fluencia del estado tensional correspondiente,
g(f) función de la fricción en la interfase pieza-herramienta,
h(c) función de la geometría (de la pieza y de la herramienta).
)()(0 chfgP σ=
0σ

3. Ensayo de compresión entre bloques
• Se somete al material a una carga axial de compresión.
Probetas: cilindros o prismas rectos de caras paralelas.
Aplicación de la carga: axial y centrada (para que el estado tensional sea uniforme)
Se miden cargas y acortamientos.
Diagrama convencional:
• Observaciones:
->+ admite grandes deformaciones
+ no hay estricción
-> - posibilidad de pandeo
- la fricción genera triaxialidad de tensiones
y no homogeneidad de deformaciones
• Tensiones:
• Deformaciones:
• En régimen elastoplástico:
Para trabajar en el primer cuadrante del gráfico de tensiones vs. deformaciones:
00
0 ,
h
h
e
A
P Δ
==σ
A
P
=== 321 ,0 σσσ
)h/h( 03321 ln,2/ −=−== εεεε
)1ln()
1
1
ln(),1(0 e
e
e vv −=
−
−=−= εσσ
( )hhov /ln=ε

4. Compresión
entre bloques
• Esquema del ensayo:
• Observación: para eliminar la influencia del coeficiente de forma
se obtienen curvas para diversas relaciones D0/h0, con ellas se trazan
curvas σ vs D0/h0 a deformación constante, extrapolando estas curvas
a D0/h0=0 se obtiene una curva ideal (curva básica de tensión-deformación)
no afectada por el roce.

5. Tratamiento de
los problemas I
• Pandeo: relación de esbeltez:
i: radio de giro, J: momento de inercia
• Carga de pandeo (rango plástico):
E’ pendiente instantánea de la curva
Entonces:
• Condición para evitar pandeo:
• Si el material admite modelo de Hollomon:
Entonces:
• Si la sección es circular:
Por lo que la condición resulta:
• En la práctica el límite inferior para D/h es 0.5.
AJiih /,/ ==λ
2
2
'
h
JE
Pcp
π
=
εσ −
2
2
2
22
''
λ
π
σ
π E
A
P
h
EAi
P
cp
cpcp ==⇒=
cpaplicado σσ <
1
' −
==⇒= nn
cn
d
d
Ec ε
ε
σ
εσ
ελ
π
λ
επ
σεσσ 2
2
2
12
1
cncn
c
n
cp
n
ap <⇒=<==
−
rhArJ /24/2
=⇒= λ
22
22
2
22
44
1
h
nD
h
nr
ε
π
ε
π
=<

6. Tratamiento de los problemas II
• Fricción entre probeta y placas: dificulta y llega a impedir la expansión de
los extremos de la probeta, se atenúa hacia la zona central y prácticamente desaparece a una
distancia de los extremos, aproximadamente igual a un diámetro:
Abarrilamiento; origina zonas internas no deformadas.
Puede minimizarse con lubricación adecuada.
• Hipótesis: fricción deslizante o de Coulomb ( ) y estado de deformación
• plana; tensiones principales: y p; ecuaciones de equilibrio estático a la derecha:
• Por criterio de fluencia:
• Integrando: e imponiendo condiciones de contorno:
• Resulta: y vale:
pμτ =
xσ
( ) 0202 =−⇒=−−− pdxhdphhd xxxx μσμσσσ
( )
( )MisesVk
Trescak
pdxhdpdpdkp
Y
Y
xx
.2/155.1
2/
,022
σ
σ
μσσ
=
=
=+⇒=⇒=+
ctex
h
p +=
μ2
ln 2/,0 Lparaxx ==σ
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−= x
L
hk
p
2
2
exp
2
μ
pequeño
h
L
k
p
h
L
k
p
media
:,
2
1
2
exp
2 max
μ
μ
μ
+=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛

7. Ensayo de
Watts y Ford
• Ensayo de compresión con
deformación plana para láminas metálicas.
• Se comprime una banda angosta de la lámina
entre dos placas de ancho b. Los “hombros” del
material a cada lado de las placas, impiden que el
material deforme en la dimensiópn del ancho w.
Se requiere que w/b>5. Si el espesor original de
la placa era t0 y después de la compresión es t,
debe verificarse, además, ¼<=t/b<=1/2. Esta dos condiciones aseguran fluencia plana.
• Observaciones:
+ estado de deformación plana, no hay abarrilamiento,
+ área entre las placas=constante, la fuerza no crece tanto,
-si no hay buena lubricación se forma una“zona muerta” junto a las placas.
• Tensión y deformación verdaderas: p=P/(wb), εpc=ln(t0/t)
• Equivalencia con el ensayo de compresión uniaxial:
pcpcc
p
p εεεσ 155.1
3
2
,
155.12
3
0 ====