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EJERCICIOS DE TORSION PURA Y ENSAYO DE DUREZA
Tipo: Ejercicios
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El conocimiento del comportamiento mecánico de los materiales es fundamental para la selección y diseño de componentes en ingeniería. Dentro de los ensayos más relevantes para este fin, se encuentran el ensayo de torsión pura y el ensayo de dureza, ambos con la capacidad de proporcionar información valiosa sobre las propiedades mecánicas de materiales metálicos y no metálicos. El ensayo de torsión pura permite conocer la resistencia de un material frente a esfuerzos cortantes generados por un momento torsional aplicado alrededor del eje longitudinal de una probeta. Este tipo de esfuerzo es común en elementos como ejes de transmisión, barras de torsor, árboles de levas, entre otros. En este ensayo se obtienen propiedades como el módulo de rigidez (G), el ángulo de giro hasta la fluencia y la resistencia al corte. Por su parte, el ensayo de dureza permite evaluar la resistencia de un material a la penetración de un indentador bajo una carga conocida. Este ensayo es de gran utilidad para el control de calidad de piezas fabricadas, ya que proporciona información rápida, sencilla y con buena correlación con otras propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción. Entre los métodos más utilizados se encuentran el Brinell, Rockwell y Vickers. El presente informe tiene como objetivo describir y analizar los resultados obtenidos en los ensayos de torsión pura y dureza realizados en laboratorio sobre una probeta de acero AISI 1045. Se presenta la teoría involucrada, la descripción del equipo, el procedimiento experimental, los cálculos necesarios y un análisis crítico de los resultados, incluyendo las limitaciones del ensayo.
Equipo Utilizado: Máquina Universal de Ensayo de Torsión TorComp 3000 Fig. 1. Maquina ensayo de torsión Fuente: https://torontech.com/es/hydraulic-universal-testing-machine- 3000 - kn/ Descripción Técnica:
Equipo Utilizado: Durómetro Rockwell Mitutoyo HR-430MR Fig. 2. Maquina ensayo de torsión Fuente: https://www.directindustry.es/prod/mitutoyo/product- 4906 - 1306259.html Descripción Técnica:
Cálculo para diferentes torques: e TORQUE (Nm) ESFUERZO CORTANTE (Mpa) 10 5. 20 10. 30 15. 40 20. 50 25. 60 30. 70 35. 80 40. 90 45. 100 51. Fig. 3. Grafica para diferentes torques Fuente: Elaboración propia
Ángulos convertidos a radianes: Angulo (º) Angulo (Rad) Deformación Cortante 1.2 0.0209 (^) 8.7 × 10 ⁻ ⁴ 2.6 0.0454 1.89 × 10 ⁻ ³ 4.1 0.0715 2.98 × 10 ⁻ ³ 5.5 0.0960 4.00 × 10 ⁻ ³ 7.0 0.1222 5.09 × 10 ⁻ ³ 8.6 0.1501 6.25 × 10 ⁻ ³ 10.1 0.1763 7.35 × 10 ⁻ ³ 11.7 0.2042 8.50 × 10 ⁻ ³ 13.2 0.2304 9.59 × 10 ⁻ ³ Fig. 4. Grafica de deformaciones Fuente: Elaboración propia
