Péndulo de Charpy
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Péndulo de Charpy
El péndulo de Charpy es un péndulo ideado por Georges Charpy que se utiliza
en ensayos para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de
impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo
cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial
del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida
en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía
absorbida en el área debajo de la curva de carga, desplazamiento que se
conoce como resiliencia.
Fórmula
La energía absorbida en el impacto por la probeta usualmente se calcula como
la diferencia de alturas inicial y final del péndulo, esto supone, obviamente
despreciar algunas pérdidas por rozamiento). La fórmula de cálculo para la
energía de impacto es:
Donde:
τ es la energía empleada en la rotura en Joules
P es la masa del péndulo en Kg
g es la gravedad (9,8 m/s²)
h es la altura inicial del péndulo
h' es la altura final del péndulo
:l es la longitud del péndulo en metros
α y β son los ángulos que forma el péndulo con la vertical antes y después de
soltarlo, respectivamente.
Historia
En 1896 S. B. Russell introdujo la idea de la energía de fractura residual e ideó
un ensayo de fractura con péndulo. Las pruebas iniciales de Russell midieron
muestras sin tallar. En 1897 Frémont introdujo una prueba que trataba de medir
el mismo fenómeno usando una máquina de resorte. En 1901 George charpy
propuso un método estandarizado que mejoraba el de Russell rediseñando un
péndulo, con muestras entalladas y, en general dando especificaciones
precisas.
Hoy en nuestra sección de “Experimentos de física” os dejamos un nuevo
vídeo en el que podréis ver en qué consiste el ensayo de impacto (Péndulo
Charpy).
En la ingeniería de materiales, para medir la tenacidad de un material, es
decir, la energía que absorbe el material al producirse su rotura, se utiliza
el péndulo Charpy.
El funcionamiento el péndulo Charpy es sencillo, se lanza desde una altura
(h1) una masa atada a una barra que gira en torno a un eje, choca contra una
muestra del material, lo rompe, y sigue subiendo hasta otra altura (h2). Por
tanto, se puede concluir por la ley de la conservación de la energía, que la
energía que absorbe el material en su rotura es la energía que tiene la masa
antes de soltarla (en h1), menos la energía que tiene la masa cuando llega a la
altura h2.
En este video podéis ver todo el proceso de preparación de un ensayo de
impacto para medir la tenacidad de un material.
http://www.experimentosnuevos.com/2011/10/ensayo-de-impacto-pendulo-
charpy/