Ensayo de Torsión

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ALUMNA: Ramirez Rosales Dana Yaeli

PROFESOR: ESTEBAN MARCELO ROBLES

ENSAYO DE

TORSION

Metrologa !e Materiales

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Ensayo de torsión

M"to!o #ara !eterminar el $om#ortamiento !e materiales someti!os a $argas !e giro% Los !atos !el ensa&o !e torsi'n se (san #ara $onstr(ir (n !iagrama $arga)!e*orma$i'n & #ara !eterminar el lmite el+sti$o !el m'!(lo el+sti$o !e torsi'n, el m'!(lo !e rot(ra en torsi'n & la resisten$ia a la torsi'n% Las #ro#ie!a!es !e $izalla!(ra s(elen !eterminarse en (n ensa&o !e torsi'n% -ASTM E)./01

OB2ETI3OS

• Analizar el $om#ortamiento !e los materiales met+li$os al ser

someti!os a (n es*(erzo !e Cortante o !e torsi'n%

• Re$ono$er & !eterminar !e manera #r+$ti$a las !istintas

#ro#ie!a!es me$+ni$as !e los materiales someti!os a es*(erzos !e torsi'n%

• Re$ono$er & !i*eren$iar los esta!os zona el+sti$a & zona #l+sti$a

!e los metales #ara !i$4o es*(erzo%

• Constr(ir e inter#retar la gr+5$a Es*(erzo Cortante 3s De*orma$i'n

Ang(lar (nitaria #ara el ensa&o !e torsi'n%

• Cal$(lar el m'!(lo !e rigi!ez, limite el+sti$o% & Com#ararlo $on

!istintos ti#os !e materiales%

• Me!ir la resisten$ia a 6(en$ia o es*(erzo !e 6(en$ia !e los

materiales%

• O7ser8ar & re$ono$er las #osi7les !i*eren$ias 9(e #resentan los

!i8ersos materiales en $(anto a !($tili!a! & *ragili!a! -en $(anto a s( toleran$ia a la !e*orma$i'n1%

• Analizar $'mo es el $om#ortamiento !e las se$$iones

trans8ersales en la #r(e7a & !eterminar el ti#o !e r(#t(ra 9(e se #resenta en !i$4o ensa&o%

• DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE TORSIÓN

El ensa&o !e torsi'n $onsiste en a#li$ar (n #ar torsor a (na #ro7eta #or me!io !e (n !is#ositi8o !e $arga & me!ir el +ng(lo !e torsi'n res(ltante en el etremo !e la #ro7eta% Este ensa&o se realiza en el rango !e $om#ortamiento linealmente el+sti$o !el material%

Los res(lta!os !el ensa&o !e torsi'n res(ltan ;tiles #ara el $+l$(lo !e elementos !e m+9(ina someti!os a torsi'n tales $omo e<es !e transmisi'n, tornillos, resortes !e torsi'n & $ig=e>ales%

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Las #ro7etas (tiliza!as en el ensa&o son !e se$$i'n $ir$(lar% El es*(erzo $ortante #ro!($i!o en la se$$i'n trans8ersal !e la #ro7eta -t 1 & el +ng(lo !e torsi'n -9 1 est+n !a!os #or las sig(ientes rela$iones:

Figura 19. Angulo de torsión ?

Donde T: Momento torsor (N.m)

C: Distancia desde el eje de la probeta hasta el borde de la sección transversal (m) c = D/2

: Momento polar de inercia de la sección transversal (m) !: Mód"lo de ri#ide$ (N/m2)

%: %on#it"d de la probeta (m)

Si (na #ro7eta $iln!ri$a !e longit(! L es someti!a a (n tor9(e T, el +ng(lo !e torsi'n @ est+ !a!o #or la sig(iente e$(a$i'n:

∅= TL

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En !on!e  es el m'!(lo !e $orte !el material !e la #ro7eta e es el momento !e iner$ia #olar !e la se$$i'n trans8ersal !e !i$4a #ro7eta% En la 5g(ra anterior se in!i$a la !istri7($i'n !e es*(erzos $ortantes, en (na se$$i'n trans8ersal $(al9(iera, !e (na #ro7eta !e se$$i'n $iln!ri$a someti!a a torsi'n% En este $aso, el 8alor !el es*(erzo $ortante es ig(al a:

τ = T

W _P

Sien!o el m'!(lo resistente a la torsi'n & est+ !e5ni!o #or:

w=

1

R Ipolar

Reem#lazan!o el momento !e iner$ia #olar, en *(n$i'n !el ra!io, se o7tiene la sig(iente e#resi'n #ara el m'!(lo resistente:

w_p=π R 3

2

Por lo tanto, el es*(erzo $ortante en la #eri*eria !el $ilin!ro es ig(al a:

τ =

2_T

π R3

Consi!eran!o la ig(al!a! !e ar$os, seg;n el ra!io R & la generatriz L, se #(e!e !e!($e lo sig(iente:

∅ R=γL

Don!e  es la !istorsi'n ang(lar% Se #(e!e !e!($ir 9(e !i$4o 8alor es:

γ = τ

G

PROCEDIMIENTO

a% Antes !e $omenzar a realizar los ensa&os !e torsi'n se !e7en tomar las res#e$ti8as me!i!as !imensionales !e las #ro7etas -!i+metro & longit(! !e la se$$i'n re!($i!a1% Este #ro$e!imiento

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!e me!i$i'n es e*e$t(a!o $on (n gran $(i!a!o & !e7e im#lementarse la $orre$ta (tiliza$i'n !el Cali7ra!or #ie !e re& instr(mento !e me!i$i'n !e 8ital im#ortan$ia #ara tomar el 8alor !e n(estros !atos%

7% Trazar (na lnea re$ta $on (n mar$a!or #ermanente !e #(nta !elga!a a lo largo !e la se$$i'n $iln!ri$a en la se$$i'n re!($i!a, esto $on el 5n !e #o!er 8is(alizar !e manera m+s *+$il la !e*orma$i'n !e la #ro7eta !e torsi'n%

$% Fi<ar la #ro7eta a las $o#as !e la m+9(ina !e torsi'n, aseg(rarse !e 9(e la #ro7eta 9(e!e 7ien s(<eta & as no tener #ro7lemas !e !eslizamiento !e la misma%

!% Cali7rar el ta$'metro !e re8ol($iones a $ero & el me!i!or !e tor9(e, sele$$ionan!o en este ;ltimo las (ni!a!es sistema interna$ional -N)m1

e% Para la toma !e !atos tenemos 9(e realizar (n ta7la en la 9(e se registraremos el 8alor !el Tor9(e -til Para Cal$(lar El Es*(erzo Cortante1 4a $ierto inter8alo !e re8ol($iones -til Para Cal$(lar La De*orma$i'n Ang(lar1% #ara e*e$tos !e sim#li$i!a! a la 4ora !e registrar los !atos tomaremos los inter8alos !e la sig(iente manera:

• De . en . re8ol($iones 4asta G re8ol($iones% • De GH en GH re8ol($iones 4asta / re8ol($iones% • De H en H re8ol($iones 4asta .G re8ol($iones% • De . en . re8ol($iones 4asta G re8ol($iones • De G en G re8ol($iones 4asta / re8ol($iones • De H en H re8ol($iones 4asta la *ra$t(ra%

*% irar lentamente la #erilla #ara a(mentar gra!(almente el tor9(e !e manera 9(e se #(e!an tomar los !atos !e a$(er!o a la ta7la anterior% Se #(e!e a(mente la 8elo$i!a! a me!i!a 9(e el tor9(e se 8a&a esta7ilizan!o !e *orma gra!(al, #ero no se #(e!e !ismin(ir la 8elo$i!a! !(rante la #r(e7a #(es esto a*e$ta la misma generan!o errores%

g% Finalmente $(an!o en el ensa&o se #ro!(z$a *ra$t(ra en la #ro7eta -Se Re$ono$e Por9(e El Tor9(e Dismin(&e Br(s$amente Y Se O7ser8a La Falla En La Pro7eta1 retornamos la #erilla 9(e $ontrola la 8elo$i!a! & el tor9(e a la #osi$i'n !e a#aga!o retiramos la #ro7eta !e las $o#as !e s(<e$i'n & $on esto !amos 5n a la toma !e !atos%

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