Ensayo de Torsión

ENSAYO DE  TORSION

ALUMNA: Ramirez Rosales Dana Yaeli PROFESOR: ESTEBAN MARCELO ROBLES

Metrologa !e Materiales

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 •

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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 eales%

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 G L p

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

=

πR

3

2

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

2 T 

=

πR

3

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

7%

$% !% e%

!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$ia #ara tomar el 8alor !e n(estros !atos% Trazar (na lnea re$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