Ensayos péndulo Charpy y de fluencia

1. Javier Extremiana Crespo
PROFESORA: MERCEDES PÉREZ | UNIVERSIDAD DE LA RIOJA
PRÁCTICA 2:
ENSAYOS PÉNDULO
CHARPY Y ENSAYO
DE FLUENCIA
CIENCIA DE MATERIALES

2. 2
ÍNDICE
1. MATERIALES EMPLEADOS……………………………………………………………….3
2. PROBETAS Y NORMATIVA……………………………………………………………….3
3. OBJETIVOS DEL ENSAYO………………………………………………………………….4
4. PROCESOS Y RESULTADOS………………………………………………………………4
5. PROFUNDIZACIÓN………………………………………………………………………….6
6. ANEXO……………………………………………………………………………………………6
7. REFERENCIAS………………………………………………………………………………….8

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1. MATERIALES EMPLEADOS
- Probeta cilíndrica de acero F115 C45 normalizada:
Lo=72mm
∅=6mm
Roscada
- Probeta tipo Charpy con entalla en u de acero F115 C45 normalizada:
Dimensiones: 10x10x55 mm
- Probeta de madera de abeto normalizada:
Dimensiones: 2x2x30 cm
- Péndulo de Charpy con energía máxima de 300J
2. PROBETAS Y NORMATIVA
La preparación de las probetas necesarias para la práctica de laboratorio se rige
por las siguientes normativas recogidas en el BOE:
UNE-EN ISO 148-1:2017 Materiales metálicos. Ensayo de flexión por choque
con péndulo Charpy. Parte 1: Método de ensayo (ISO 148-1:2016)i
UNE 56-536-77:1987 Características físico-mecánicas de la madera:
determinación de la resistencia a la flexión dinámicaii

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3. OBJETIVOS DEL ENSAYO
• Medir la resiliencia o tenacidad a la entalla de dos probetas
normalizadas, la primera tipo Charpy y la segunda de madera, por
medio del ensayo de impacto, choque o flexión dinámico.
• Calcular el coeficiente de resiliencia de una probeta roscada, mediante
el ensayo de tracción dinámica.
• Familiarizarnos con el funcionamiento y el planteamiento de los tres
ensayos: choque, tracción dinámico y fluencia.
4. PROCESOS Y RESULTADOS
4.1. ENSAYO DE CHOQUE
Utilizando el péndulo de Charpy, procedemos a suponer a un elevado
esfuerzo de flexión dinámica a una probeta metálica y a otra de madera.
Colocaremos las probetas longitudinalmente en los apoyos del péndulo y,
levantando el martillo hasta 25kgms para la probeta de acero y 30kgms
para la de madera. Dejamos caer el martillo sobre la probeta y pasamos a
analizar la información que esta transformación de energía nos
proporciona. Mediante un indicador graduado, nos muestra la energía
absorbida por la probeta. De este modo obtuvimos los siguientes datos:
Probeta metálica:
82
250 126

5. 5
Probeta de madera:
2,8
4
0,7 /
4.2. ENSAYO DE TRACCIÓN DINÁMICA
Para este segundo ensayo utilizamos una probeta cilíndrica roscada de
acero F115. Colocamos el soporte adecuado para la probeta en el péndulo y
ajustamos la probeta. Tras colocar el martillo de forma que desarrolle su
energía máxima, 30kgms, lo dejamos caer. En lugar de medir la energía
absorbida, en esta ocasión nos centramos en la deformación de la probeta.
Por eso, tras ejecutar el ensayo, tomamos las medidas del diámetro y la
longitud de la probeta para poder obtener así el coeficiente de resiliencia.
Así obtenemos: Lf = 81mm Øf=3mm
Con lo que podemos calcular:
Alargamiento: %"
#$%#&
#&
' 100
()%*
*
' 100 12,5%
Extricción: + %"
∅&%∅$
∅&
' 100
,%-
,
' 100 50%
Coeficiente de resiliencia:
./0123045/
6' &
7'#&
)8 9
6'-7'*
0,074 / -

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5. PROFUNDIZACIÓN
Tras realizar esta práctica, mi curiosidad se ha centrado en la elaboración de las
probetas con entalla en v o u para los ensayos de flexión dinámica.
El principio fundamental de la ejecución de probetas estándar consiste en
penetrar longitudinalmente sobre éstas una brochadora cuyos dientes son cada
vez de mayor tamaño a medida que avanza la penetración.
La probeta se debe colocar de manera adecuada sobre la superficie horizontal
plana de la brochadora de manera que el plano de simetría de la entalla quede
perpendicular al eje longitudinal de la probeta. La entalla en V debe tener un
ángulo entrante de 45°, una profundidad de 2 mm y un radio en el fondo de la
entalla de 0,25 mm, cada una de estas medidas con sus respectivas tolerancias.
Es importante que la entalla se lleve a cabo cuidadosamente de manera que la
zona redondeada del fondo de la entalla esté exenta de marcas de mecanizado
pues puede afectar a la energía absorbidaiii.
ANEXO. ENSAYO DE FLUENCIA
Método para determinar el comportamiento de relajación de la fluencia o
esfuerzo. Para determinar las propiedades de fluencia, el material se somete a
una tensión constante prolongada o a una carga de compresión a temperatura
constante. La deformación se registra en intervalos de tiempo especificados y
se traza un diagrama de fluencia y tiempo. La pendiente de la curva en
cualquier punto es la velocidad de fluencia. Si se produce un fallo, se termina el
ensayo y se registra el momento de rotura. Si la probeta no se rompe dentro
del período de ensayo, se puede medir la recuperación de la fluencia. Para
determinar la relajación de esfuerzos del material, la probeta se deforma una
cantidad determinada y se registra la disminución del esfuerzo durante un
período prolongado de exposición a temperatura constanteiv.

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El Equipo de Ensayo de Fluencia "Creep", "EEFCR", para ensayo tensión de
fluencia “creep” está montado sobre una estructura de perfiles de aluminio
sobre la que apoya un panel de acero pintado. El equipo EEFCR está diseñado
para realizar experimentos sobre probetas de materiales plásticos. Dada la
dependencia que tiene la temperatura en este tipo de pruebas, los
experimentos se realizan en el interior de una caja acondicionadora de
temperatura, fabricada en metacrilato, que permite observar el desarrollo de
los experimentos. La caja acondicionadora está dividida en dos secciones. En la
primera de ellas está el emplazamiento para una bolsa isotérmica que,
mediante su calentamiento o su enfriamiento, permite controlar la
temperatura de los experimentos. La otra zona es para el emplazamiento de las
probetas. En el interior se dispone además de un termómetro de alcohol para
medir, en todo momento, la temperatura de trabajo. Para realizar un ensayo de
fluencia se tiene que aplicar una carga constante de tracción sobre la probeta.
El equipo EEFCR dispone de un brazo de carga sobre el que se cuelga un gancho
de pesas en un extremo. Esta palanca multiplica la carga aplicada sobre la
probeta. El estudiante podrá aplicar cargas mediante la adición de las pesas
suministradas. La reacción será la fuerza aplicada sobre la probeta. El equipo
dispone de un reloj comparador para la medida de la elongación de la probeta
de manera continua. El reloj mide la caída del brazo respecto a la horizontal y
por una simple relación trigonométrica se obtiene la elongación de la probetav.
En el ensayo de fluencia determinamos el módulo de fluencia (EF), el cual
calculamos mediante la fórmula:
:
;<=>
∆@ABC
@D

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6. REFERENCIAS
i
https://www.boe.es/boe/dias/2017/05/16/pdfs/BOE-A-2017-5468.pdf
ii
https://books.google.es/books/about/UNE_56_536_77_Caracter%C3%ADsticas_f%C3%ADsico_m.html?i
d=u7aVuwEACAAJ&redir_esc=y
iii
http://oa.upm.es/47304/1/TFG_LUCIA_BAYONA_REVILLA.pdf
iv
http://www.instron.es/es-es/our-company/library/glossary/c/creep-test
v
http://www.edibon.com/es/files/equipment/EEFCR/catalog