Aparatos y maquinasMaquina universal de pruebas mecnicas.La mquina consiste de dos partes esenciales: Una estructura superior y una inferior. En la estructura superior se realizan las diferentes pruebas y se encuentra el reloj para observar la carga aplicada mientras que la estructura inferior se encarga de soportar el peso de la maquina (peso muerto) y servir de alojamiento para los distintos aditamentos que se utilizan en las pruebas, las cuales se realizan gracias a la fuerza generada por un gato hidrulico de operacin manual con la capacidad suficiente para desarrollar las pruebas.Estructura Superior: Se compone de dos vigas (superior e inferior) y dos placas entre ellas que unidas por barras laterales proporcionan 3 espacios, uno de los cuales (el inferior) aloja el gato hidrulico y los otros dos son las zonas de compresin (intermedio) y de tensin (superior).Estructura Inferior: Como ya se haba mencionado anteriormente, esta estructura adems de soportar la estructura superior, sirve de gabinete de alojamiento y sitio de almacenaje para los aditamentos, herramientas y otros elementos para la operacin de la misma.Aditamentos: Son aquellos elementos necesarios para realizar cada tipo de prueba con la mquina. Estos son: Mordazas para la prueba de Traccin Plato de compresin y suplemento elevador para la prueba de Compresin. Presionador y Apoyo para la prueba de Flexin Aditamento para corte para la prueba de Corte.La mquina sirve para realizar los ensayos de mayor importancia en la resistencia de materiales mediante el uso de probetas, los cuales son:Zona de Tensin:Ensayo a la resistencia de la Traccin.Zona de Compresin:Ensayos de Compresin, Flexin y de Corte.El movimiento necesario para las pruebas se realiza solamente en la estructura superior. La viga inferior sirve de base para la estructura y alojar el gato hidrulico. La carga generada al accionar el gato hidrulico mediante la palanca de accionamiento hace mover solidariamente la placa inferior y superior de la estructura mientras que la placa intermedia permanece quieta durante la operacin. Esto hace que el espacio en la zona de tensin disminuya y en la zona de compresin aumente.La operacin de la maquina siempre es la misma. En un ensayo tpico, los aditamentos y accesorios son colocados en la zona que se requiera para la prueba junto con las probetas. El volante del gato hidrulico se gira para colocar la placa inferior en la posicin inicial y de apriete, momento en el cual se cierra la vlvula de descompresin y se inicia el accionamiento del gato. El embolo del gato hidrulico se extiende para generar la carga, la cual es indicada por un reloj tipo Bourdon para obtener la medicin de la carga ejercida. Este reloj posee dos agujas, una roja y otra negra de arrastre, las cuales son solidarias entre si y deben encontrarse para que la aguja negra arrastre la roja, as, al momento de indicar la medicin ms alta soportado por el material en la prueba que se est realizando la aguja negra se queda en ese valor para ser medido con mayor precisin mientras que la aguja roja regresa a su posicin original. Despus de terminar el ensayo, la viga superior, la placa inferior y el gato hidrulico vuelven a su posicin original abriendo la vlvula de descompresin del gato hidrulico.

Ensayo esttico de tensin.Resistencia a la Traccin es la propiedad de un material para resistir a ser separado por dos fuerzas que actan en direcciones opuestas y su medida es en PSI. Esta prueba permite determinar la ductilidad de un material midiendo la elongacin de una porcin de la probeta y la carga aplicada.Probeta: Material que va a ser ensayado.L0: Longitud inicial, distancia entra marcas de referencia antes de ensayar.L: Longitud final, luego de finalizado el ensayo.D: Dimetro, de la seccin (circular), dimetro circunscrito ms pequeo que contiene el contorno de la seccin (otras secciones).So: Seccin de la probeta antes de iniciarse en ensayo.S: Seccin mnima de la probeta luego de concluido el ensayo(en la estriccin).Probeta normal: Cuya seccin y long.iniciales estn fijadas.Probeta proporcional: En la cual se aplica una relacin para normalizar la muestra.Qm: Carga mxima que soporta la probeta durante en el ensayo.Qf: Carga final que acta en la probeta en el momento de la rotura.:Tensin,para un instante, es la carga dividida por la seccin inicial de la probeta.l: Alargamiento, def. Longitudinal del cuerpo originada por el esfuerzo.: Estriccin, es la mxima reduccin de la seccin transversal de la probeta

Ensayo esttico de compresin Resistencia a la compresin la propiedad de un material para resistir las fuerzas que tienden a aplastarlo, como por ejemplo: las arandelas, ladrillos, columnas, etc. Esta prueba permite determinar el comportamiento de los materiales dctiles sometidos a esfuerzos de compresin calculando el lmite de Fluencia a la compresin midiendo el dimetro de la probeta antes y despus de aplicada la carga. Cuando el material es cargado ms all de su lmite este se deforma incrementando su rea lo que ayuda al material a aumentar la carga adicional que se le aplique lo que hace imposible obtener un valor definitivo mximo a la carga de compresin. Por lo general se asume que ambos valores de tensin y compresin son iguales en un material, pero si existe una diferencia, el mayor de ellos es de compresin.

Apartir de la curva citada se pueden definir tres puntos caractersticos principales:Y: Lmite defluencia: punto a partirdel cual se producen deformaciones plsticas permanentes.U: Lmite de resistencia ltima o lmite de rotura: punto en el quese alcanza la tensin mxima de compresinF: Punto de fractura: punto en elque se produce larotura de laprobeta.

Ensayo de Flexion.Esta prueba permite obtener una medida de la rigidez del material el cual es un valor calculado que expresa la proporcionalidad entre carga y deflexin (Modulo de Elasticidad). El mdulo de elasticidad es inherente de cada material y se mantiene constante por lo que generalmente puede encontrarse en tablas. Tambin es llamado Modulo de Young y esta prueba muestra la correlacin entre el modulo y rigidez del material midiendo las deformaciones que corresponden a cada incremento en la carga.Comportamiento de los materiales sometidos a la flexin.Si las fuerzas actan sobre una pieza de material de tal manera que tiendan a inducir esfuerzos compresivos sobre una parte de una seccin transversal de la pieza y los esfuerzos tensivos sobre la parte restante, se dice que la pieza est en flexin. La ilustracin comn de la accin flexionante es una viga afectada por cargas transversales; la flexin puede tambin causarse por momentos o pares tales como, por ejemplo, los que pueden resultar de cargas excntricas paralelas al eje longitudinal de una pieza. Las estructuras y mquinas en servicio, la flexin puede ir acompaada del esfuerzo directo, el corte transversal, o el corte por torsin. Por conveniencia, sin embargo, los esfuerzos flexionantes pueden considerarse separadamente y en los ensayos para determinar el comportamiento de los materiales en flexin; la a tensin usualmente se limita a las vigas.

Ensayo de Torsin.El ensayo de torsin consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ngulo de torsin resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elstico del material. Una barra sujeta en un extremo y sometida en el otro a un par T (=Fd) aplicado en un plano perpendicular al eje. Se dice que esta barra esta sometida a torsin. El ensayo de torsin es un mecanismo en que se deforma una muestra aplicndole un par torsor. La deformacin pastica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en los de traccin (estriccin) o en los de compresin. Los efectos de la aplicacin de una carga de torsin a una barra son: Producir un desplazamiento angular de la seccin de un extremo respecto al otro y originar tensiones cortantes en cualquier seccin de la barra perpendicular a su eje.

Ensayo de corte directo.El ensayo de corte directo consiste en hacer deslizar una porcin de suelo, respecto a otra a lo largo de un plano de falla predeterminadomediante la accin de una fuerza de corte horizontal incrementada, mientras se aplica una carga normal al plano del movimiento.

Ensayo de dureza.La dureza es una condicin de la superficie del material, no representa ninguna propiedad de la materia y est relacionada con las propiedades elsticas y plsticas del material.1) Resistencia a la identacin permanente bajo cargas estticas o dinmicas (dureza porPenetracin) 2) Absorcin de energa bajo cargas de impacto o dinmicas (dureza por rebote) 3) Resistencia a la abrasin (dureza por desgaste) 4) Resistencia al rayado (dureza por rayado).Ensayos estticos en lo que la carga se aplica en forma esttica o cuasi-esttica. En este caso un identador se presiona contara la superficie de ensayo con una carga que se aplica en forma relativamente lenta. En general la medida de dureza en este tipo de ensayo resulta del cociente de la carga aplicada y el rea de la huella que deja el identador en la superficie, como es el caso de los mtodo Brinell, Vickers y Knoop, o bien es una medida de la profundidad de la identacin como en el ensayo Rockwell.Tipos de ensayo de dureza.Al rayado: Resistencia que oponen los al ser rayados por otros mas duros.Ensayo de Mohs, ensayo de martens, ensayo a la lima.Penetracin: Resistencia que oponen los materiales a dejarse penetrar por otros mas duros.Mtodo Rockwell, Mtodo Brinell, Mtodo Vickers.Dinmicos: Reaccion o resistencia elstica de un material al chocar contra un cuerpo mas duro.Mtodo de impacto poldi, Mtodo de retroceso shore.

Ensayo de fatigaUn ensayo de fatiga es aquel en el que la pieza est sometida a esfuerzos variables en magnitud y sentido, que se repiten con cierta frecuencia. Muchos de los materiales, sobre todo los que se utilizan en la construccin de mquinas o estructuras, estn sometidos a esfuerzos variables que se repiten con frecuencia. Es el caso de los rboles de transmisin, los ejes, las ruedas, las bielas, los cojinetes, los muelles,... Cuando un material est sometido a esfuerzos que varan de magnitud y sentido continuamente, se rompe con cargas inferiores a las de rotura normal para un esfuerzo de tensin constante.

Ensayo de impactoMtodo para determinar el comportamiento del material sometido a una carga de choque en flexin, traccin o torsin. La cantidad que suele medirse es la energa absorbida al romperse la probeta en un solo golpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de impacto Izod y el ensayo de tensin por impacto. Los ensayos de impacto tambin se realizan sometiendo las probetas a varios golpes de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con cada de bola y el ensayo de impacto con golpe repetido. La resilencia al impacto y la dureza con rebote de proyectil se determinan en ensayos de impacto no destructivos.