Laboratorio de estudio y ensayo de materiales

Alumno: Juan Cruz Difranco

Profesor: Luis Menza

Ayudante: Rodrigo Alba

Materia: Introducción a las Ingenierías

Carrera: Ing. Mecánica

Introducción:

            La universidad posee uno de los mejores laboratorios del país, en lo que respecta al estudio y ensayo de los materiales, este fue fundado por Ingeniero Joaquín Titolo. En el mismo se realizan distintos ensayos y se prueban la fatiga, torsión, dureza y compresión de los distintos materiales, entre otras.

            Este laboratorio esta habilitado, a través del CONICET, a realizar trabajos de ensayos a distintas empresas del país. Sus maquinas son probadas y calibradas para cumplir con los estándares de calidad.

Desarrollo:

Este laboratorio cumple una doble función, ya que, no solo se realizan trabajos de ensayos para empresas privadas, si no que en él también se dictan clases sobre los distintos tipos de materiales y sus características. Por esto, lo primero que vemos a la entrada del mismo es una larga mesada copada con distas piezas dañadas y fuera de uso que son utilizadas para el dictado de clases y sus trabajos prácticos.

El mismo cuenta con una maquinas de fatiga (actualmente se encuentran en desuso, ya que, un ensayo de fatiga consume mucho tiempo y puede llegara a tardar mas de un mes). AL lado de esta se encuentra una maquina de torsión. Enfrente a estas dos podemos ver cuatro maquinas las cuales miden la dureza de los materiales al aplicarles presión (cada maquina aplica un punto de presión distinto) para luego comparar los datos en una escala de dureza llamada “Escala Mohs”, estas maquinas poseen el nombre de durómetros. A un costado de estas maquinas se encuentra una maquina de ensayo universal que sirve para hacer ensayos de torsión, compresión, etc. La misma esta comandad por una computadora.

El laboratorio también cuenta con dos maquinas para el estudio del desgaste mecánico y la lubricación. Una de ellas es una maquina de frotado compuesta por una punta de carbono de tungsteno que es frotada horizontalmente sobre el material a ensayar, esta prueba puede durar entre diez y doce horas. Poseen también una maquina que se encarga de probar la resistencia de los lubricantes. Cabe destacar que estas maquinas fueron creadas dentro del laboratorio, y nacieron a partir de necesidades para la realización de trabajos a empresas privadas.

Luego de esto realizamos dos pruebas de fatiga en la maquina mas antigua del laboratorio (que aun esta en uso) la cual fue la primer maquina de la universidad y en base a ella se construyo la misma. En esta realizamos dos pruebas a empresas privadas, la primera fue sobre un perno de uso naval, y la segunda se le realizo a dos planchuelas soldadas con un cordón de soldadura a cada lado. Allí pudimos observar la etapa elástica y plástica de los materiales.

Ensayo de Tracción

Los ensayos de tracción, compresión y flexión pueden realizarse con una máquina Universal Amster o similar, cuyo émbolo produce tracciones, compresiones y flexiones a voluntad, aplicando las cargas deseadas a la probeta colocada y sujetada en la máquina por medio de mordazas adecuadas.

Al realizar el ensayo, la maquina nos arroja el siguiente grafico, en el que se puede observar las distintas faces por las que pasa la probeta durante todo el ensayo hasta su ruptura.

Fase 0A: Periodo Elástico

Se representa por una recta que pone de manifiesto la proporcionalidad entre alargamiento y carga que la produce, Ley de Hooke. Si cesa el esfuerzo la deformación desaparece (teóricamente); en la realidad se recupera casi todo. A partir del punto A no se cumple la Ley de Hooke, se recupera bastante pero hay una deformación permanente.

FASE AD: Fase de deformación permanente. Periodo Plástico

Durante este periodo las deformaciones son permanentes.

Límite Elástico Aparente ó Límite Elástico: Punto B.

Esfuerzo a partir del cual las deformaciones se hacen permanentes:

Coincide en más del 90% con el límite superior de cedencia.

- Límite superior de cedencia: Dentro del periodo plástico el que tiene mayor tensión (ó esfuerzo).

- Límite inferior de cedencia: Dentro del periodo plástico el que tiene menor tensión (ó esfuerzo) la probeta se estira rápidamente, reduciéndose sensiblemente su sección hasta que se produce la rotura bajo un esfuerzo menor que la tensión de rotura (Rm).

Zona de Fluencia o Escurrimiento: BD

  El punto B marca el inicio de oscilaciones o pequeños avances y retrocesos de la carga con relativa importante deformación permanente del material. Las oscilaciones en este periodo denotan que la fluencia no se produce simultáneamente en todo el material, por lo que las cargas se incrementan en forma alternada, fenómeno que se repite hasta el escurrimiento es total y nos permite distinguir los “límites superiores de fluencia”. El límite elástico aparente puede alcanzar valores de hasta el 10 o 15 % mayores que el límite final de fluencia.

FASE DE: Periodo de Estricción y Rotura.

A partir del punto D se va produciendo estricción (Z), en el punto E=R la estricción es máxima.  En el período de estricción, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la rápida disminución de algunas secciones transversales, produciéndose un descenso de la carga hasta la fractura. 

Gráfico de Tracción :

  

                                                                      

                                                                                                                                                             

 Ensayo de Flexión:

Maquinaria:

Gráfico del Ensayo: