Este documento describe el procedimiento para realizar una prueba de torsión en una barra de acero. Se utilizó una barra de acero corrugada de 9.52 mm de diámetro y 476.5 mm de longitud entre mordazas. La prueba fue realizada en una máquina de torsión que gira la barra a 25°/min y registra el torque y ángulo de torsión. El objetivo es determinar la resistencia a la deformación plástica de la barra bajo torsión simple.

1. Mecánica de sólidos
Procedimiento de ensayo de torsión
Edwar Alfonso, Técnico de Laboratorio

2. Mecánica de sólidos
¿Qué es el ensayo de
torsión en barra de
acero?
NORMA:
Es un tipo de prueba mecánica que evalúa las
propiedades del acero cuando es sometido a
tensión por desplazamiento angular. Su objetivo
es determinar la resistencia a la deformación
plástica durante la torsión simple en una
dirección, de un alambre o barra de acero de
diámetro o espesor entre 0.1 mm y 14 mm,
inclusive.

3. Mecánica de sólidos
Probeta utilizada
Para el ensayo de laboratorio en la UMNG se utilizó una barra
de acero corrugada y totalmente recta, sin dobleces, con las
siguientes características físicas:
Diámetro Nominal: Barra No. 3 (9.52 mm)
Diámetro medido, d: 9.52 mm
Longitud de la barra: 600 mm
Longitud libre entre mordazas, L: 476,5 mm
Masa de la barra: 333.9 g

4. Mecánica de sólidos
Máquina utilizada
La máquina de torsión consta de las siguientes partes:
1. Mordaza fija y escualizable en el plano horizontal para
ajustarse de acuerdo a la longitud de la probeta.
2. Mordaza con rotación hasta de 90° (Nt=0.25 vueltas),
la cual realiza la torsión sobre la barra, al girar sobre el
eje de la misma.
3. Dispositivo de control con display, el cual muestra el
valor del torque durante el ensayo. La velocidad del
ensayo se fijó en 25°/min.
4. Sistema de adquisición de datos interno, el cual opera
mediante un software que registra los valores de
Torque o Momento de torsión en Nm y ángulo de
Torsión en grados sexagesimales.

5. Mecánica de sólidos
Longitud libre entre mordazas
La barra utilizada tiene un diámetro nominal d= 9.52 mm y, por tanto, la longitud
libre entre mordazas debe ser 50 veces ese diámetro: se debe verificar con el valor
de L suministrado.

6. Mecánica de sólidos
Procedimiento
1. Descripción de la muestra (probeta) de ensayo.
2. Medición de la probeta. Con base en la información suministrada, el
estudiante debe efectuar los cálculos para determinar el área de la sección
transversal, momento polar de inercia, densidad, etc.

7. Mecánica de sólidos
Procedimiento
3. Se establecen las condiciones del ensayo:
4. Una vez fijada la longitud libre entre mordazas L, se instala la barra y se ajusta
fuertemente con el fin de evitar el derrape entre la barra y las mordazas.

8. Mecánica de sólidos
5. Se traza una generatriz sobre la vena de la barra para así verificar la torsión, ya que,
durante el ensayo, la generatriz se desplaza de AA’ a A’B (ver siguiente diapositiva).
Procedimiento

9. Mecánica de sólidos
6. Durante el ensayo, en el monitor se va mostrando la curva Esfuerzo cortante (MPa) vs.
Deformación Angular (rad). Esta curva se obtiene a partir del torque o momento de torsión
que se produce en la probeta por el giro de la mordaza rotacional que inicia desde ϴ= 0° y va
rotando sobre su eje hasta llegar a un ángulo de torsión de ϴ= 90°.
Procedimiento

10. Mecánica de sólidos
Formato para toma de datos

11. Mecánica de sólidos
Formato para toma de datos

12. Mecánica de sólidos
Formato para toma de datos

13. Mecánica de sólidos
Formato para toma de datos

14. Mecánica de sólidos
Tipos de fractura

15. Mecánica de sólidos
Tipos de fractura

16. Mecánica de sólidos
1. El ensayo termina cuando se alcanza un ángulo de torsión ϴ= 90° sobre su eje y, por tanto, la barra no se
fractura.
2. En este ensayo se considera que el ángulo de giro producido por la mordaza rotacional es
aproximadamente igual al ángulo de torsión de la barra de acero.
3. La máquina proporciona los datos del torque o momento de torsión en Nm y el ángulo de torsión en
grados (°) sexagesimales. El estudiante debe convertir los grados sexagesimales a radianes para efectuar
los cálculos.
4. El alumno deberá calcular la deformación angular a partir del ángulo de torsión que suministra el sistema
de adquisición de datos de la máquina de torsión, teniendo en cuenta el radio de la sección transversal
de la barra y la longitud libre entre mordazas.
5. El estudiante debe investigar el valor correspondiente al módulo de rigidez teórico para el acero, y
comparar con el valor obtenido de la curva esfuerzo‐deformación.
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