Curva Característica del Ensayo de Compresión

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Influencia de la Lubricación de la Interface:

Existen tres formas en las que se puede desarrollar la compresión de una probeta con relación al estado superficial de las áreas en contacto, éstas son:

- Compresión Sin Fricción: Si se aplica un lubricante ideal la compresión puede reducirse virtualmente a cero. La deformación del cuerpo será homogénea y, en consecuencia, el cilindro (probeta) será más corto y por constancia de volumen el diámetro será mayor, pero manteniendo la forma cilíndrica, (Anexos, figura 2a). En este caso el estado de esfuerzos en uniaxial.

- Compresión Con Fricción Deslizante: En la práctica es poco probable reducir la fricción a cero. La deformación del cilindro requiere que las caras de los extremos de la probeta deslicen sobre las superficies de las placas de conformación, generándose esfuerzos cortantes debido a la fricción. Este esfuerzo cortante se opone a la libre expansión por deformación de los extremos de la probeta con dos consecuencias:

- El cilindro asume forma abarrilada.

- El roce genera una colina de fricción la cual crece hacia el centro del cilindro.

Esto se traduce en un incremento de la presión de interface (probeta / herramienta), desde el límite elástico convencional, en el borde de la probeta, hasta una presión máxima en el centro (Anexos, figura 2b).

- Compresión Con Fricción Adherente: En el caso extremo cuando las superficies de las placas son rugosas y no están lubricadas. Aquí la deformación de las caras de los extremos de la probeta es impedida. Toda la deformación tiene lugar por esfuerzos cortantes internos que se desarrollan en el cilindro (Anexos, figura 2c).

Límite Elástico:

Son también denominado límite de elasticidad y límite de fluencia, es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke. Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad tienen un comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo elástico a la zona de fluencia. Más formalmente, esto comporta que en una situación de tensión uniaxial, el límite elástico es la tensión admisible a partir de la cual se entra en la superficie de fluencia del material.

La Curva Elástica/Plástica:

Es la deformada por flexión del eje longitudinal de una viga recta, la cual se debe a la aplicación de cargas transversales en el plano xy sobre la viga. La ecuación de la elástica es la ecuación diferencial que, para una viga de eje recto, permite encontrar la forma concreta de la curva elástica. Concretamente la ecuación de la elástica es una ecuación para el campo de desplazamientos que sufre el eje de la viga desde su forma recta original a la forma curvada o flectada final.

Límite o Punto de Fluencia:

Es el esfuerzo superior al límite elástico donde ocurren deformaciones permanentes sin incrementos de esfuerzos aplicados. Es visible en los materiales dúctiles pero en frágiles y duros no. Ubicamos el punto en 0.2% ó en la gráfica se traza una paralela a la recta donde une a la curva es el punto de fluencia.

El módulo de Young o Módulo de Elasticidad:

Es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico, y es siempre mayor que cero: si se tracción a una barra, aumenta de longitud, no disminuye. Este comportamiento fue observado y estudiado por el científico inglés Thomas Young. Tanto el módulo de Young como el límite elástico son distintos para los diversos materiales. El módulo de elasticidad es una constante elástica que, al igual que el límite elástico, puede encontrarse empíricamente con base al ensayo de tracción del material. Además de este módulo de elasticidad longitudinal, puede definirse en un material el módulo de elasticidad transversal.

Deformación por Aplastamiento o Alargamiento (Deformación Axial):

Es una magnitud que mide el aumento de longitud que tiene un material cuando se le somete a un esfuerzo de tracción antes de producirse su rotura. El alargamiento se expresa en cómo tanto por ciento (%) con respecto a la longitud inicial. También se conoce este término por el de elongación. En un material elástico, cuando el alargamiento no supera el límite elástico del material este recupera su longitud inicial cuando cesa el esfuerzo de tracción pero si supera el límite elástico ya no recupera su longitud inicial.

CONCLUSIÓN

Las pruebas de compresión en materiales son poco frecuentes, se realizan en casos donde en necesario considerar el comportamiento del material bajo compresión, como en el caso de la fabricación de las monedas comerciales; donde se estudian nuevos tipos de aleaciones que persiguen mayor duración y resistencia al tiempo.

Este tipo de ensayo es más utilizado para examinar materiales de construcción, tales como el concreto y la madera, precisamente para asegurar haber obtenido la resistencia necesaria. Éste también se emplea cuando un material presenta comportamiento frágil a la tracción.

Para realizar este tipo de ensayo se utiliza una Máquina Universal, dicha máquina es semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales. Así por ejemplo, se ha utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros.

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BIBLIOGRAFÍA

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