RESISTENCIA DE MATERIALES OBJETIVO:

Interpretar el diagrama esfuerzo deformación de una material mediante la aplicación de un momento torsor y establecer las relaciones que existan.

DIAGRAMA ESFUERZO DEFORMACIÓN MEDIANTE LA APLICACIÓN DE UN MOMENTO DE TORSIÓN

El ensayo de torsión consiste en aplicar un par momentos a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material.

Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales.

Las probetas utilizadas en el ensayo son de sección circular.

DIAGRAMA ESFUERZO DEFORMACIÓN

En la gráfica se representa en el eje horizontal la deformación del ángulo de torsión por unidad de longitud y en el eje vertical el momento torsor total aplicado a un cuerpo.

En la primera parte (zona elástica) se puede observar que se necesita una gran cantidad de momento para producir la deformación.

De igual forma en la zona de no proporcionalidad se mantiene una alta cantidad de momento.

En la zona de fluencia el material empieza a tener más deformación con una menor cantidad de momento torsor

En la zona plástica el material casi de deforma sin aplicarle una fuerza y finalmente llega al punto de ruptura.

Las relaciones que mantienen se pueden determinar mediante pruebas de laboratorio donde:

Las deformaciones angulares son proporcionales al radio de la muestra, siendo las mayores deformaciones en la fibra externa de la probeta, siendo así, la deformación angular a corte γ en la superficie de la probeta ensayada a torsión, puede ser calculada con la siguiente expresión [1]:

α= R∗θL

Donde

α= ángulo de torsión por unidad de longitud

R= es el radio de la probeta,

θ=el ángulo de giro.

L=la longitud de la zona calibrada

También él θ se puede hallar mediante:

θ=T∗LG∗J

τ=MJ

∗R

Siendo

M=el momento torsor aplicado a la muestra.

R= el radio de la probeta.

J= es el momento polar de inercia de la muestra,

DIAGRAMA ESFUERZO DEFORMACIÓN DE ALEACIÓN DE ALUMINIO

En la gráfica se nuestra que la aleaciones con aluminio mantiene un alto grado de elasticidad pero después de pasar el punto de elasticidad su resistencia al cambio de forma el pequeña ya que el punto de sedancia y el punto de deformación plástica tienen un diferencia muy pequeña y luego llegan a romperse por su propio peso.

CONCLUSIÓN:

El diagrama esfuerzo-deformación de un material cuando se le aplica un momento torsor la relación que se genera es entre el momento que se aplique al cuerpo con el ángulo de giro de dicho cuerpo.

Bibliografía

[1] J. Pereira, . L. Durán y . D. Deventer, «COMPORTAMIENTO MECÁNICO A TORSIÓN DE LA ALEACIÓN DE ALUMINIO,» Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, p. 10, 2009.