Ensayos Dinámicos y Resiliencia

1. ¿Cuál es el objetivo de los ensayos dinámicos?

R: Reproducir las condiciones de los materiales sometidos a **cargas dinámicas**, tales como ensayos de **resistencia al choque**, los de desgaste y los de fatiga.

2. Definir la resiliencia.

R: Capacidad de **resistencia al choque**.

3. Diferencia entre el ensayo Charpy y el ensayo Izod.

R: El péndulo de Charpy está constituido por un martillo que pesa 22 kg y sus valores de resiliencia se dan en kgm/cm². En el ensayo de Izod puede utilizarse el mismo péndulo utilizado para el ensayo de Charpy, cambiando el martillo por otro de un peso de 60 libras, y el valor de la resiliencia es la medida de 3 lecturas y se da en pie-libras.

4. ¿Cuál es el objetivo de la entalla en la probeta de un ensayo de resiliencia?

R: Generar una mayor exigencia al material, siendo indispensable allí donde, además de la tenacidad, se requiere una elevada **resistencia a la rotura frágil**.

5. ¿En qué consiste el ensayo de desgaste?

R: Tiene por objetivo determinar el **rozamiento de metales**. De los metales a ensayar se preparan probetas en forma de discos circulares de 30 a 50 mm de diámetro y de 10 mm de espesor. Estos discos se montan en 2 ejes paralelos, pudiendo aplicarse el disco mayor sobre el inferior con cargas variables, a voluntad, entre 25 y 200 kilos. Se puede obtener deslizamiento puro, rodamiento puro y doble velocidad de deslizamiento.

Fatiga de los Metales

6. ¿Qué es la fatiga de los metales?

R: Es cuando un metal, sometido a esfuerzos de magnitud y de sentido variables, se rompe con cargas muy inferiores a su resistencia a la rotura normal para un esfuerzo de tensión constante. A este aparente desfallecimiento de los metales cuando están sometidos a **esfuerzos alternados** se les conoce con el nombre de **fatiga de los metales**.

7. ¿En qué periodos se desarrolla una rotura por fatiga?

R: Se desarrolla en dos periodos:

1. El periodo de incubación (donde se llega a iniciar una **fisura microscópica**).
2. El periodo de incubación progresiva (donde la grieta iniciada en el periodo anterior se extiende y progresa por la acción de los esfuerzos a que está sometida la pieza).

8. ¿Cuáles son las secciones de una pieza más expuestas a la rotura por fatiga?

R: Se distinguen dos secciones:

1. Sección de **grano fino** que ha ido rompiéndose por fatiga.
2. Sección de **grano grueso** de aspecto brillante, que es la sección de rotura final instantánea.

9. ¿Cuáles son los tipos de solicitaciones a que puede estar sometido un material cuando actúan sobre él cargas de magnitud variable?

R: Intermitentes, pulsatorias, alternadas puras o simétricas.

10. ¿Qué es el límite de fatiga y qué interés tiene desde el punto de vista práctico?

R: El **límite de fatiga** es el esfuerzo de una clase determinada (flexión, torsión, etc.) de mayor amplitud, que puede aplicarse indefinidamente a un material sin producir su rotura. Desde el punto de vista práctico resulta interesante el **límite restringido de fatiga**, que es el esfuerzo de una clase determinada de mayor amplitud que puede aplicarse a un material para que dure sin romperse un número de ciclos determinado.

11. En la rotura de una pieza, ¿en qué se diferencia la sección rota por fatiga y la que se rompe por ser inferior a la mínima necesaria?

R: La sección rota por fatiga corresponde al **grano fino** y la otra zona de grano grueso corresponde a la sección de **rotura instantánea final**.

12. Recomendaciones en el diseño de piezas para evitar su rotura por fatiga.

R: Someterlas a **ensayos de fatiga**, como el ensayo de fatiga por flexión rotativa, que consiste en someter el extremo de una probeta a un giro excéntrico, con lo que su fibra experimenta medio ciclo de compresión y otro de tracción, o utilizando otro aparato (vibráfono de alta frecuencia capaz de producir tracciones y compresiones).

Ensayos de Tracción y Propiedades Mecánicas

13. ¿Cuándo se dice que un material está sometido a un esfuerzo de tracción?

R: Consiste en someter una probeta de forma y dimensiones determinadas a un **esfuerzo de tracción** en la dirección de su eje, hasta romperlo.

14. ¿En qué consiste la relación de semejanza en el ensayo de tracción y qué objeto tiene?

R: Los ensayos de tracción, de compresión y de flexión pueden realizarse con una máquina universal Amsler o similar, cuyo émbolo, movido hidráulicamente, produce tracciones, compresiones y flexiones a voluntad y aplicando las cargas deseadas.

15. Definir los términos: límite elástico, resistencia a la rotura, alargamiento, estricción, módulo de elasticidad.

R:

• Límite elástico: Tensión máxima (carga máxima por unidad de sección) que puede soportar un metal sin sufrir deformación permanente.
• Resistencia a la rotura: No es una propiedad, sino el resultado de un ensayo que da la tensión, o carga necesaria por unidad de sección para producir la rotura del metal ensayado.
• Módulo de elasticidad: La relación entre la tensión unitaria y el alargamiento producido con respecto a la longitud primitiva permanece sensiblemente constante para un mismo material y se denomina **módulo de Young** o **módulo de elasticidad**.

16. ¿Qué es la fluencia? ¿Cómo se define el límite de fluencia?

R: La **fluencia** es la deformación lenta que sufre un metal al aplicarle fuerzas pequeñas e inferiores. El **límite de fluencia** es la resistencia de un metal en un intervalo de temperaturas determinado, sin que se rompa en un tiempo indefinido.

17. Representar gráficamente el aspecto de la curva esfuerzos-deformaciones de un material dúctil y de un material frágil.

R: DIBUJO

Comportamiento Térmico y Ensayos Específicos

18. Indicar las zonas críticas de temperatura en que los aceros se presentan frágiles al someterlos a ensayo de tracción.

R:

• La **temperatura azul** (entre los 200º y 300º).
• Otra zona crítica de temperatura es de 500º a 600º, en las que el acero se pone al rojo oscuro, y los aceros que contienen azufre se vuelven frágiles.
• Por debajo de 0º, los aceros se vuelven más frágiles y disminuye su ductilidad.

19. ¿Qué es el Creep?

R: Es la **fluencia** o **deformación lenta**.

20. ¿En qué consiste el ensayo de pandeo? ¿Cuál es su aplicación fundamental?

R: Es cuando las piezas de gran longitud con relación a su sección, sometidas a esfuerzos de compresión en la dirección de su eje, se doblan lateralmente y se rompen con cargas muy inferiores a las que les correspondería por su sección y resistencia a la compresión. Esto se conoce como **pandeo**.

21. ¿Es muy importante el ensayo de compresión?

R: No, porque los más utilizados son los de tracción, ya que se admite que la resistencia a la compresión de los metales es igual a la **resistencia a la tracción**.

22. ¿Por qué son preferibles las probetas tubulares en el ensayo de torsión?

R: Porque en ellas quedan mejor repartidos los **esfuerzos**.

23. Indicar 3 piezas de uso general en mecánica que precisan el ensayo de flexión y torsión conjuntamente.

R: Eje, cigüeñal y taqui.

24. Pregunta incompleta.

R: Porque supera su **límite de deformación**.