Ensayo de corte Ensayo de Torsión

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El ensayo de corte axial o directo posee la limitación adicional del ser completamente inútil para la determinación de la resistencia elástica o del módulo de rigidez debida a la imposibilidad de medir las deformaciones.

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Existen dos tipos de fallas para este ensayo el ideal y el real.

Ideal: Falla que se da únicamente bajo condiciones ideales de distribución de carga y homogeneidad del material y se caracteriza por ser un corte casi perfecto y liso. No hay otros efectos involucrados en el proceso, sólo corte.[pic 30][pic 31]

Real: Es el tipo de falla que se da tras realizar el ensayo de corte directo. Si bien es muy parecido a la falla ideal, existen ciertas imperfecciones en los cortes debido a la carga mal distribuida y producen efectos de flexión, compresión, entre otros al momento de realizar el corte.[pic 32][pic 33]

Al realizar el ensayo de corte directo se tomaron diferentes datos para poder calcular propiedades de la probeta, es especial identificando la carga máxima y el esfuerzo de corte, estos son los principales datos por los que se hace esta prueba, para conocer la resistencia de la probeta.

En esta ocasión se realizaron dos ensayos de dos distintas probetas de diferente material, uno de aluminio y otro de acero rolado en frio. Se explicará de forma general los pasos realizados para hacer ambos ensayos de corte directo puesto que en ambos se hace exactamente el mismo procedimiento.

- Primeramente, se toma la probeta y se mide el diámetro de esta.

- Se desarma la matriz si esta armada, se coloca la probeta lo más centrada posible para que el ensayo sea más preciso, tratando de tener todo lo más uniforme posible se arma la matriz.

- Se enciende la computadora y se ajusta el software para la realización de este ensayo.

- Se coloca la matriz armada con la probeta dentro en una maquina universal de prueba mecánica y encima de la probeta se coloca una cizalla que aplicara la carga de forma uniforme sobre la probeta.

- Se inicia la carga mediante el software de la computadora y esta empieza a graficar los datos que arroja la maquina universal de prueba mecánica.

- Se detiene el ensayo al notar que la probeta ya muestra un corte visible, o cuando la gráfica que muestra el monitor del computador ya ha pasado su mayor altura.

- Se toman los datos recabados y se calculan propiedades de la probeta.

A continuación, se muestran imágenes de los resultados obtenidos de ambos ensayos.[pic 34][pic 35]

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Estos resultados se muestran en una tabla (tabla de resultados) y ayuda a comparar los resultados obtenidos en 2 o más materiales diferentes. La tabla muestra el diámetro de la sección transversal de la probeta, el área de corte, el número de cortes, la carga máxima y el esfuerzo constante de las probetas.

El área de corte se calcula mediante la fórmula del área de un circulo.

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Para calcular el esfuerzo cortante se utiliza la siguiente formula.

[pic 45]

Donde “P” es la carga máxima, As es el área de desplazamiento, y “n” es el número de cortes. En ambos casos se realizaron dos cortes.

Material

Aluminio

Acero rolado en frío

Diámetro “D” (mm)

9.47

9.4

Área de corte o desplazamiento “As” (mm2)

70.4352

69.3977

Número de cortes “n”

2

2

Carga máxima “P” (N)

30,900

62,000

Esfuerzo cortante “τ” (MPa)

219.53

446.7

Referencias:

- Hibbeler R, Mecánica de Materiales. Tercera Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana SA. México D.F., 856 páginas Riley W, Mecánica de Materiales. Primera Edición. Limusa Wiley. México D. F. 708 paginas

- GRUPO DE GEOTECNIA. (2014). ENSAYO DE CORTE DIRECTO. 2017, de FACULTAD DE MINAS Sitio web: http://www.unalmed.edu.co/~geotecni/GG-24.pdf

- Felipe Fuentes Espinoza. (1982). Ensayos Mecánicos en Materiales. 2017, de Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Sitio web: http://eprints.uanl.mx/5993/1/1020070566.PDF