Ensayo de Flexión Estática

1. Práctica 1:
ENSAYO DE
FLEXIÓN
ESTÁTICA
Asignatura: Ciencia de Materiales
Curso: 2ºA
Alumno: Miguel Alonso Jalón
Grado: Ingeniería Electrónica Industrial y Automática

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INTRODUCCIÓN
En esta práctica realizaremos un ensayo de flexión. El ensayo de flexión se usa para
determinar las propiedades de los materiales frágiles en tensión. Se pueden observar
un módulo de elasticidad y una resistencia a la flexión.
El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una fuerza al centro de una barra
soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una
carga estática o aplicada lentamente.
Tendremos dos parámetros importantes en este ensayo:
- Módulo de elasticidad: Modulo de Young o la pendiente de la parte lineal de la
curva esfuerzo-deformación en la región elástica. Es una medida de la rigidez
de un material; depende de la fuerza de los enlaces interatómicos y de la
composición, y no depende mucho de la microestructura.
- Resistencia a la flexión: Esfuerzo necesario para romper un espécimen en un
ensayo de flexión. También se le conoce como módulo de rotura.
OBJETIVOS
Observar el comportamiento y la deformación de un material al aplicarle una fuerza
transversal, dependiendo de su longitud, diámetro etc. Se pueden observar un módulo
de elasticidad y una resistencia a la flexión (Similar a la resistencia a la tensión).
TEORÍA
El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una fuerza al centro de una barra
soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una
carga estática o aplicada lentamente. Normalmente se usa para materiales frágiles
El ensayo consiste en flexionar una probeta cilíndrica (que puede ser de madera,
cerámico o fundición) y medir la carga aplicada (F) y la flecha de desplazamiento (f) en
la dirección de la aplicación de la carga, con la máquina universal de tracción,
compresión y flexión y un reloj comparador.
Esta deformación se mide con flexímetros, que tienen una precisión de hasta 0,001
mm.
Con el ensayo de flexión estática se pueden deducir diferentes propiedades como la
medida de la máxima capacidad que tiene una probeta para soportar una carga
gradual aplicada en un pequeño periodo de tiempo (módulo de rotura), y por lo tanto,
ya haber cuantificado la resistencia a la deflexión de la misma (módulo de elasticidad).

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Módulo de elasticidad: Modulo de Young o la pendiente de la parte lineal de la curva
esfuerzo-deformación en la región elástica. Es una medida de la rigidez de un material;
depende de la fuerza de los enlaces interatómicos y de la composición, y no depende
mucho de la microestructura.
- Módulo de Elasticidad
circularesprobetas
d
I
gularesrecprobetas
bd
I
If
FL
E



64
tan
12
48
4
3
3

Resistencia a la flexión: Esfuerzo necesario para romper un espécimen en un ensayo
de flexión. También se le conoce como módulo de rotura.
- Módulo de rotura
circularesprobetas
R
FL
gularesrecprobetas
bd
FL
mr
mr


3
2
3
tan
2
3



MATERIAL
Para obtener las características y magnitudes de las probetas tenemos que tener en
cuenta la norma que dice que L, la distancia entre los apoyos, debe ser veinte veces el
diámetro. La probeta de acero incumple esta norma, la cual es una de las razones por
las que no se puede realizar el ensayo de flexión con ella.



2
' LL
d APEX distancia entre el extremo y el apoyo
- Probeta de acero
 Ø1=12 mm.
 L’1=385 mm
 L1=240
 mm
LL
d APEX 5,72
2
'



- Probeta de acero 2
 H=10.08mm
 B=10.13 mm
 L’2=327 mm.
 L2=227 mm
 mm
LL
d APEX 50
2
'




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- Probeta de fundición 2
 Ø3=35 mm.
 L’3=444 mm.
 L3=344 mm
 mm
LL
d APEX 50
2
'



- Máquina universal de tracción, compresión y flexión.
- Calibre.
- Reloj comparador.
PROCEDIMIENTO Y CÁLCULOS
Para poder hacer el ensayo de flexión utilizaremos, a parte de la probeta antes
mencionada, un reloj comparador para poder medir la deformación sufrida por la
probeta. Este reloj tendrá 200 rayas por vuelta en la aguja grande, la cual por cada
cinco vueltas medirá 1mm y por cada vuelta de la grande la pequeña se moverá una
raya.
Este reloj tendrá un imán para poderse adherir a la máquina y poder medir
correctamente.
Posteriormente colocaremos la probeta y el reloj comparador en la máquina que en
otras ocasiones hemos utilizado para hacer los ensayos de tracción y compresión.
Como se puede observar hemos cambiado los apoyos por otros más adecuados. El
reloj comparador nos indicara la distancia que ha bajado la máquina que será la
misma que se habrá flexionado la probeta.

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Cálculos
Una vez realizado los dos ensayos con las distintas probetas. La f la medimos con un
reloj comparador. Y los datos obtenidos fueron:
- Datos obtenidos
Probeta de acero:
𝑓𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 = 12′130 𝑚𝑚
𝐹𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 = 30 𝐾𝑝
Probeta de acero 2:
𝑓𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜2 = 8,5 𝑚𝑚
𝐹𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛 1 = 1300 𝐾𝑝
Probeta de fundición 2:
𝑓𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛 2 = 7,185 𝑚𝑚
𝐹𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛 2 = 1250 𝐾𝑝
- Procesamiento de datos
PROBETAS DE ACERO
Aunque su longitud es veinte veces el diámetro no cumple la norma porque está hecha
de acero. Entonces tiene una fractura dúctil, además de una deformación plástica

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considerable. Y con una fuerza pequeña se consigue una gran deformación plástica y
por lo tanto no nos sirve el ensayo de flexión. No es adecuado dicho ensayo y por lo
tanto no se puede calcular el módulo elástico de un acero, para ello emplearíamos el
ensayo de tracción.
PROBETA FUNDICIÓN
Módulo de rotura de la probeta de fundición 2
𝜎 𝑚𝑟 =
3𝐹𝐿
𝜋𝑅3
=
3 ∙ 1250𝑘𝑝 ∙ 344𝑚𝑚
𝜋 ∙ (16𝑚𝑚)3
= 100,248
𝐾𝑝
𝑚𝑚2
= 982,439𝑀𝑃𝑎
Modulo de elasticidad de la probeta de fundición 2
I =
𝜋Ø4
64
=
𝜋 ∙ (32𝑚𝑚)4
64
= 51471,85 𝑘𝑔/𝑚𝑚4
E =
𝐹𝐿3
48𝐼𝑓
=
1300𝑘𝑝 ∙ (344𝑚𝑚)3
48 ∙ 51471,85 𝑘𝑔/𝑚𝑚4 ∙ 7,185𝑚𝑚
∙
9,8𝑀𝑃𝑎
𝑘𝑝
𝑚𝑚2
= 29215,07𝑀𝑃𝑎