Ensayos Mecánicos de Materiales: Clasificación, Flexión, Dureza y Torsión

Clasificación y Propiedades Mecánicas de Materiales

1. Tipos de Ensayos de Materiales

Los ensayos de materiales se pueden clasificar en estáticos, dinámicos de choque y de duración.

1.1. Ensayos Estáticos

Aplicación lenta y progresiva de la carga, donde la rotura del material sobreviene en el lapso de algunos minutos. Pueden ser:

• Tracción: metales, morteros, tierras, plásticos y maderas.
• Compresión: hormigones, maderas, tierra, plástico y metales.
• Flexión: hormigones, maderas, metales y plástico.
• Torsión: metales y hormigones.
• Corte: tierras, maderas y metales.

1.2. Ensayos Dinámicos de Choque

Cargas dinámicas de impacto donde la rotura del material es instantánea:

• Flexión: metales y maderas.
• Tracción: metales.
• Torsión: metales.

1.3. Ensayos de Duración

Aplicación de cargas estáticas o dinámicas durante días, semanas o meses.

2. El Esfuerzo de Flexión Pura

El esfuerzo de flexión pura se obtiene cuando se aplica sobre un cuerpo de modo que provoque el giro de las secciones transversales con respecto a las inmediatas. En las vigas simplemente apoyadas, además de producirse un momento flector, actúa un esfuerzo cortante, que influye en el cálculo de la resistencia del material. Este varía con la luz de los apoyos. Dado que mientras los momentos flectores aumentan o disminuyen, el esfuerzo de corte se mantiene constante.

3. Dureza Brinell

La dureza Brinell consiste en comprimir sobre la superficie del material una bolilla de acero, produciendo una impresión que comprende un casquete esférico.

S=

La penetración de la bolilla se mide con la carga aplicada. Para evitar determinaciones erróneas, la dureza se mide partiendo del diámetro de la impresión.

Para medir el diámetro de la impresión o impronta se exige una precisión de 0.1 mm, por lo que es necesario un microscopio de varios aumentos montado sobre un tornillo micrométrico de paso igual a 1 mm.

El diámetro se obtiene midiendo el desplazamiento lateral que se debe efectuar con el microscopio para verificar la tangencia del retículo del mismo, en dos posiciones diametrales con el borde de la impresión. Dicha medición se realiza por una diferencia de lectura.

4. Torsión y Esfuerzo de Torsión Simple

El esfuerzo de torsión simple es el que se obtiene al hacer actuar, en forma normal al eje longitudinal de la pieza, pares o fuerzas de igual magnitud y sentido contrario que producen el giro de las secciones en sus planos.

De acuerdo con esta definición, el esfuerzo de torsión simple solo se obtiene en piezas cilíndricas (ejes de transmisión, árboles, etc.) cuya superficie exterior no varía por efecto del movimiento producido, manteniéndose por lo tanto las secciones transversales perfectamente planas, lo que indica que las mismas se comportan como superficies de revolución en donde los radios iniciales siguen siéndolo en las secciones desplazadas.

En piezas de sección distintas a la circular, el contorno varía, los radios de giro se deforman y las secciones transversales no se conservan planas, debido a lo cual el esfuerzo deja de ser simple para transformarse en un estado complejo de tensiones.