4MV4. Ciencia de los Materiales II.

- Ensayos de Resiliencia y Fatiga.

- Alumnos: · Guerrero González Santiago. · Yam Velázquez Ernesto Israel.

- Profesor: Sánchez Beiza Álvaro.

4MV4. Ensayo de Resiliencia.

Ensayo de Resiliencia.La Resiliencia se define como la capacidad que tiene un material para absorber energía cuando se deforma elásticamente, y de ceder esta energía cuando se le deja de aplicar la carga.

4MV4. Ensayo de Resiliencia.

4MV4. Ensayo de Resiliencia.

La propiedad asociada con la Resiliencia se le denomina Módulo de Resiliencia, y se representa como UR, que es la energía de deformación por unidad de volumen que se requiere para deformar un material desde un estado libre de carga hasta el límite elástico.

4MV4. Ensayo de Resiliencia.

En el ámbito práctico, para determinar la resiliencia se aplica el Ensayo de Resiliencia ó Ensayo de Impacto.Este ensayo proporciona una medida directa de la tenacidad del material, y una medida indirecta de su ductilidad; sin embargo, el valor de la tenacidad obtenido es similar al de la resiliencia, por lo que el valor obtenido se considera para las dos propiedades mecánicas.Existen dos tipos de ensayos de impacto: a) Ensayo de Impacto Charpy. b) Ensayo de Impacto Izod.

4MV4. Ensayo de Resiliencia Tipo Charpy.

El ensayo Charpy consiste en romper una probeta entallada golpeándola con un péndulo, como se muestra en la siguiente figura:

4MV4. Ensayo de Resiliencia Tipo Charpy.

Las normas que rigen la aplicación del ensayo Charpy se encuentran en las siguientes normas: a) ISO 179-1:2005. b) ASTM D-6610.La probeta normalizada para este ensayo es descrita en la norma ISO 179-1:2005, en donde especifica que la probeta debe de ser de sección cuadrada de 10mm de lado, con una longitud de 55mm, además de que sus entallas deben tener una profundidad de 5mm, un ancho de 2mm y una superficie de rotura de 50mm2.

4MV4. Ensayo de Resiliencia Tipo Izod.

En el ensayo Izod se busca romper una probeta que está empotrada en uno de sus lados, utilizando un mecanismo similar al del ensayo Charpy. Cabe mencionar que las especificaciones de las probetas son las mismas que las mencionadas en el ensayo Charpy.

4MV4. Ensayo de Resiliencia Tipo Izod.

Normalmente se utiliza la prueba de impacto Charpy en muchos laboratorios del mundo.

4MV4. Ensayo de Resiliencia.

Problemas.1. Una barra de aluminio de 60mm de diámetro y 500mm de longitud es sometida a un

trabajo de 200J. Si el módulo de elasticidad de la probeta de aluminio es de 70MPa, determine el módulo de resiliencia que presenta la barra, así como el esfuerzo que experimenta ésta antes de que pase de su zona elástica.

2. Determine el módulo de elasticidad de una barra de 0.5in de diámetro y 50in de longitud, si presenta un módulo de resiliencia de 3.75psi al ser sujeto a un trabajo de 100lb·in, deformándose 0.0025.

3. En un ensayo Charpy, el péndulo de 20kg cayó sobre una probeta de 80mm2 de sección desde una altura de 1m, y se elevó 60cm después de la rotura. Calcule la resiliencia obtenida en el ensayo.

4. Para medir la resiliencia de un material mediante el ensayo Charpy, se ha utilizado una probeta de sección cuadrada de (10x10)mm con una entalla triangular de 2mm de profundidad. La resiliencia obtenida es de 28.5 J/cm2, utilizando un martillo de 30kg desde una altura de 140cm. Determine:a) La altura a la que se elevará el martillo después de golpear y romper la probeta.b) Si el martillo hubiera sido de 20kg y se hubiera lanzado desde una altura de 2m,

calcule la resiliencia que se hubiera obtenido tomando en cuenta la altura h calculada en a), en J/cm2 y J/m2.

4MV4. Ensayo de Resiliencia.

Problemas.5. Para el estudio de la resiliencia de un material mediante el ensayo Charpy se ha

utilizado una probeta de sección cuadrada de 10mmx10mm con una entalla triangular de 1.5mm de profundidad. Sabiendo que la resiliencia obtenida es de 30J/cm2, y el peso del martillo es de 30kg, la longitud del brazo del péndulo 1m, el ángulo y la altura de partida del ensayo es de 45º y 1.5m, determine:a) Calcular la altura a la que se elevará el péndulo.b) El valor del ángulo con relación a la vertical que adquiere el mazo después del

golpe y rotura de la probeta.c) Realice el esquema del ensayo.