ENSAYO DE FRACTURA POR IMPACTO
ENSAYO DE FRACTURA POR IMPACTO Andrés Leonardo Páez Torres (20102372021) e-mail:
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Anderson Orlando Baquero Salamanca (20102372007) e-mail:
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Yon Gustavo Mendoza (20102372016) e-mail:
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RESUMEN: Los ensayos dinámicos de flexión son realizados para determinar y analizar la capacidad de resistencia de los diferentes tipos de materiales utilizados en la industria que resista un choque o golpe intenso y repentino y determinar la tendencia a la destrucción frágil. En el presente laboratorio se toma una muestra de material en forma de una barra cuadrada, la cual contiene una muesca en forma de v, tal muestra se golpea con un péndulo oscilante, calibrado y así, se obtiene la energía absorbida absorbida de esta.
ABSTRACT: Dynamic flexion tests are performed to identify and analyze the resilience of different types of materials used in industry to withstand a collision or sudden severe stroke and determine the trend of destruction fragile. In this laboratory a sample of material in the form of a square bar, which contains a v-shaped notch, such sample clash with a pendulum swinging, calibrated and well, you get the energy absorbed. PALABRAS CLAVE: Ensayo tenacidad, energías de impacto.
de
impacto,
Energía mecánica, es la suma de la energía cinética y potencial de un cuerpo en un sistema de referencia dado. La energía mecánica de un cuerpo depende tanto de su posición, pues la energía potencial depende de ella, como de su velocidad, de la que depende la energía cinética.
La suma de la energía cinética y la energía potencial es la energía mecánica, esto establece que la energía mecánica se conserva.
En el ensayo de impacto Charpy, la energía potencial en el punto A y el punto B es:
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Para este ensayo por consiguiente la energía mecánica también se conserva.
Para hallar la velocidad
3
Figura 2. Martillo (Hammer Nº4 masa = 13.333 Lb). 3. Subir el martillo martill o a la posición más elevada con la palanca en posición Enlanche. Presionar el Botón ³compensante´ y usted verá que comenzará a parpadear, el aparato estará listo para medir.
OBJETIVOS
3.1
OBJETIVO GENERAL
Contrastar los valores de energía absorbidos por cuatro probetas de ensayo al ser golpeadas súbitamente por un péndulo. 3.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Analizar el comportamiento de los materiales metálicos a un esfuerzo de impacto. y
Identificar los comportamientos frágil y dúctil en la fractura de los metales, mediante observación visual. y
Figura 3. Posición Enlanche 4. La palanca se lleva hasta hasta el tope central Release (Soltar). De esta manera se realiza una prueba en vació sobre el equipo para hallar las pérdidas de energía del equipo.
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7. Se realiza el el procedimiento de lanzamiento del martillo hasta el punto en el que el dispositivo se halla auto calibrado
11. Se utilizan util izan 4 probetas para par a este ensayo de manera que al final se determina el promedio del material que está ensayando.
Figura 6. Palanca 8. Se asegura el martillo en una posición baja por seguridad y con el pasador en aluminio y posteriormente se ubica la probeta con la ranura adecuada y utilizando la galga para dicho centraje en los apoyos de la máquina.
Figura 10. Probetas para el ensayo. 12. Se realiza la recolección de las piezas y se analiza la geometría de la ruptura respecto al resultado de energía obtenido
Figura 11. Probetas después del ensayo de impactó.
5 RESULTADOS Figura 7. Ubicación de la probeta ayudada de una galga. 9. Se retira el seguro y se deja deja caer el brazo
Al realizar una prueba en vacio se halla las perdidas del equipo. La cual es:
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Se calcula la energía potencial en el punto B, restándole a la energía potencial en el punto A, la energía absorbida por la probeta y las perdidas.
y
Para calcular el ángulo , se utiliza la fórmula para la energía potencial en el punto B.
T abla abla
las pérdidas por fricción que están presentes y por la energía que absorbe la probeta al ser impactada por el martillo, causando una disminución en la energía del péndulo. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (H) y la final tras el impacto (h) permite medir la energía absorbida por la probeta en el proceso de fracturar. Al observar visualmente las fracturas y los valores de energía absorbidos por las probetas se observa, que las dos primeras en los borde de rotura el material se desgarro de una forma pareja, en la tercer probeta la que menos energía absorbió se vio una grieta en el material la cual fue la que siguió la rotura. Y la cuarta probeta fue la que más energía absorbió, se podría pensar que su método de fabricación fue mejor que el de las otras probetas. Cuanta mayor sea la fragilidad del material y menor su tenacidad más fácilmente romperá el péndulo la probeta y mayor altura alcanzará tras el impacto. Materiales muy dúctiles y tenaces que son capaces de absorber grandes cantidades de energía de impacto pueden incluso resistir el choque sin llegar a romperse. Cuando la probeta absorbe mayor energía, el ángulo es menor, por consiguiente la altura h es menor
2.
y
y
Ángulo Probeta
Energía potencial A [J]
Energía potencial B [J]
1
102
80,97
57,19
2
105
80,97
59,86
3
112
80,97
65,04
4
82
80,97
40,82
Se halla Las alturas H y h.
Se hallar la velocidad
y
y
7
AGRADESIMIENTOS
A los monitores del laboratorio de mecánica, de la Universidad Distrital, Facultad Tecnológica, Ing. Edwin Medina Bejarano y a la estudiante de ingeniería mecánica Gina Quintero, por su disposición y colaboración en la explicación de conceptos básicos, descripción de la practica y orientación y solución de dudas acerca de la practica.
8 REFERENCIAS
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Anexo 1.
Probeta
Masa del martillo [Kg]
Gravedad [m/s^2]
L [m]
Ángulo
Ángulo
Energía absorbida probeta [J]
Energía potencial A [J]
Perdidas energía [J]
Energía potencial B [J]
H [m]
h [m]
Velocidad [m/s]
1
6,05
9,80
0,80
135
102
23,37
80,97
0,41
57,19
1,37
0,96
11,09
2
6,05
9,80
135
105
20,70
80,97
0,41
59,86
1,37
1,01
11,09
3
6,05
9,80
0,80 0,80
135
112
15,52
80,97
0,41
65,04
1,37
1,10
11,09
4
6,05
9,80
0,80
135
82
39,74
80,97
0,41
40,82
1,37
0,69
11,09
Promedio
24,83
5
