1.5. Ensayo de resiliencia

Nos falta algo más. ¿Qué pasa si una moto choca contra el puente? Tendremos que saber cuánta energía puede absorber el acero cuando recibe un golpe para así no romperse.

Eso lo determinaremos con el ensayo de resiliencia.

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El ensayo de resiliencia es un ensayo destructivo, que 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.

El objetivo del ensayo es conocer la energía que puede soportar un material al recibir un choque o impacto sin llegar a romperse.

Para realizar este ensayo se utiliza el péndulo Charpy, que consta de un brazo giratorio con una maza en su extremo, que se hace incidir sobre la probeta provocando su rotura.

El péndulo, de masa m, se encuentra a una altura inicial H, por lo que tiene una determinada energía potencial antes de iniciar el ensayo.

Cuando se inicia el ensayo, se libera el péndulo que, tras golpear la probeta y romperla, continua con su giro, alcanzando una altura final h, por lo que tendrá una nueva energía potencial.

La energía que ha absorbido la probeta durante su rotura será la diferencia de energías potenciales inicial y final.

Si la probeta no se rompe y el péndulo se detiene al chocar sobre ésta, es necesario aumentar la energía potencial del péndulo, o bien aumentando la masa, o bien aumentando la altura inicial.

Esquema de un péndulo Charpy Detalle del brazo de un péndulo Charpy
Imagen 34. Wikimedia. Creative Commons.
 Imagen 35. Wikimedia. Creative Commons.
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La resiliencia se obtiene con la expresión:



Y se expresa en julios/cm2

Cuanto más frágil sea el material y menor su tenacidad, menos resiliencia presentará.
 
Materiales muy dúctiles y tenaces absorben grandes cantidades de energía de choque.
 
Este comportamiento es muy dependiente de la temperatura y la composición química del material.
Se realizan dos tipos de ensayos:
  • Charpy, en el que la probeta se apoya en un soporte y recibe el impacto en el centro por la cara opuesta a la hendidura.
  • Izod, en el que la probeta se embute hasta la mitad, recibiendo el impacto en el extremo del voladizo por la cara de la entalla.

Ensayo Charpy e Izod
Imagen 36. Elaboración propia.
Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

Una probeta de sección cuadrada de 10 mm de lado con una entalla de 2 mm en el centro de sus caras se somete a un ensayo de resiliencia con un péndulo de 20 Kgf que cae desde 90 cm, y que, tras la rotura, alcanza 70 cm.

Determinar:

a) Energía absorbida en el choque por la probeta.
b) Resiliencia del material.
Imagen 37. Elaboración propia.

Con este sencillo video te puedes hacer una idea de cómo transcurre un ensayo Charpy. 


Multimedia 6. Youtube. Creative Commons.

 

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