Ensayo a la resiliencia
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El ensayo a la resiliencia consiste en romper una probeta del material a ensayar golpeándola con un péndulo. Para facilitar el inicio de la fisura, se realiza una hendidura o entalladura en la probeta.
Generalidades
En todos los ensayos los parámetros controlados están influidos por las condiciones que definen el ensayo: forma y tamaño de la probeta, temperatura, velocidad de aplicación de la carga, etc. El objetivo del ensayo es conocer la energía que puede soportar un material al recibir un choque o impacto sin llegar a romperse.
El ensayo a la resiliencia, gracias a su sencillez y precisión e identidad de resultados obtenidos, es el método más empleado en los ensayos de metales con carga dinámica. Este ensayo da la posibilidad de determinar el grado de resistencia del material a la rotura cuando se aplica la carga dinámica.
Péndulo Charpy
Los ensayos se realizan en un aparato especial denominado péndulo Charpy que se muestra en la fig. 1, donde: (1-Bancada, 2-Probeta, 3-Péndulo y 4-Escala).
La probeta se rompe de un golpe por un péndulo pesado, que cae desde una altura determinada. Para efectuar el ensayo, la probeta se coloca sobre los apoyos del aparato de tal manera, que la entalladura se encuentre en la dirección opuesta a la del golpe. Luego el péndulo de un peso Q se eleva a una altura dada H y se deja caer libremente. Al caer, el péndulo rompe la probeta y continúa su marcha ascendiendo a cierta altura h.
Las probetas a ensayar se preparan de una manera uniforme (fig. 2) y tienen en la mitad de un lado una entalladura.
Cálculo de la resiliencia
La energía A gastada en la rotura de la probeta se determina como la diferencia entre la energía acumulada por el péndulo antes de chocar QH y la energía que queda en éste después de romper la probeta Qh, o sea;
A=QH-Qh=Q(H-h) expresada en kgm
Donde:
A – Energía gastada.
QH – Energía antes del choque.
Qh – Energía después del choque.
Q – Peso del péndulo.
H – Altura antes del choque.
h – Altura después del choque.
La resiliencia ak del material se expresa como la relación entre la energía gastada en la rotura y el área F en cm2 de la sección transversal de la probeta en el lugar del choque:
ak= Q(H-h) / F expresada kgm/cm2
La energía gastada para la rotura de la probeta se determina según los datos de la tabla, en la cual el valor de esta energía viene dado en función del ángulo de ascenso del péndulo después del golpe. EL ángulo de ascenso se determina por la lectura que indica la aguja en la escala del aparato.
Para los materiales frágiles la magnitud a es muy pequeña (0,1-0,2 kgm/cm2), para los aceros varía de 2 a 12 kgm/cm2.
Fuente
Malishev, G. Nikolaiev, Y. Shuvalov. Tecnología de los metales. Traducido por Editorial MIR, Séptima edición, 1985. 61 – 62 p.
