Tema 6: Caracterización mecánica de los Materiales.
1. Ensayos de resistencia. 2. Ensayos de rigidez. 3. Ensayos de dureza superficial. 4. Desgastabilidad: pavimentos y áridos 5. Caracterización dinámica de materiales: Ensayos de impacto y fatiga. 6. Caracterización de propiedades a largo plazo: fluencia. 7. Ensayos de adhesión.
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Curso 2007-2008. EUAT. Campus deGuadalajara Profesor Gonzalo Barluenga Badiola
Objetivos Docentes del Tema 6:
• “Conocer los tipos de acciones mecánicas y los procedimientos de caracterización, mediante ensayos, de las propiedades mecánicas de materiales, interpretando los resultados obtenidos experimentales.”
Ensayos de caracterización mecánica
• El comportamiento mecánico de los materiales se caracteriza mediante ensayossobre muestras o probetas. • Pueden ser:
– destructivos (se rompe la probeta) o no destructivos (la probeta se puede ensayar de nuevo). – Estáticos o dinámicos. – Instantáneos o a largo plazo.
• Los resultados de los ensayos nos permiten conocer las resistencias, rigidez, dureza y el comportamiento dinámico de los materiales. • Es necesario realizar series de ensayos para calcular los valorescaracterísticos y medios de cada propiedad.
Ensayos de resistencia
• Se somete a una probeta de material de dimensiones conocidas a cargas mecánicas hasta fallo (rotura). • La geometría del ensayo y la probeta y el tipo de carga depende del tipo de material y tipo de esfuerzo: (Tracción, compresión, cortante, flexión, torsión, etc.) • Se mide la carga y el desplazamiento sufrido y se calcula latensión y la deformación. • Conocida la curva ?/? , se puede calcular el Módulo de Young, límite elástico, ductilidad, tenacidad y mecanismos de deformación principales.
Ensayos de resistencia
Ensayo de resistencia a compresión
Equipo de ensayo de compresión Probeta de hormigón ensayada a compresión
Ensayo de resistencia a tracción
Ensayo de resistencia a tracción
Ensayo deresistencia a cortante
Ensayo a cortante de una probeta de madera
Ensayo de resistencia a flexión
Mecanismo del ensayo
Probeta de hormigón a flexión
Ensayo de resistencia a flexión
Ensayos de rigidez mecánica
• Existen ensayos no destructivos que permiten conocer, de manera indirecta la rigidez de los materiales.
Ensayo de rigidez de un hormigón por ultrasonidos
Ensayos derigidez mecánica
Ensayos de comportamiento dinámico
• La resistencia de los materiales depende de la velocidad de carga y del número de repeticiones. • Ensayos de impacto: Se aplica una carga muy rápida (impacto), se mide la deformación producida y se calcula la Resiliencia (energía absorbida). • Ensayos de fatiga: cargas repetidas inferiores a la resistencia estática y repetidamente hastarotura. La rotura se produce después de un número de ciclos. Se repite el ensayo para diferentes cargas. • Algunos materiales presentan una Ley de fatiga (resistencia bajo cargas repetidas < bajo carga estática)
Ensayos de impacto
Probetas ensayadas a impacto Péndulo de Charpy
Ensayos de impacto
Ensayo de impacto (caída de bola)
C. Vielba
Ensayos de fatiga
Mecanismo de ensayo defatiga a tracción
Gráfica de ensayo de un material con límite de fatiga
Ensayos de fatiga (fractura)
Ensayos de fluencia (largo plazo)
Ensayos de Dureza superficial
• Se utilizan para conocer la resistencia superficial de los materiales frente a la penetración de un elemento agudizado. • Se aplica una carga conocida con el elemento agudizado (punta) sobre la superficie de unaprobeta. • Se mide la huella dejada en la probeta. • Existen diferentes puntas y escalas de medida adecuadas a cada material. (Rockwell, Vickers, Brinell, Shore)
Ensayos de Dureza
1. Tipos de Dureza A) Dureza al Rayado: a) Método de Comparación b) Método Durómetro de Martens. B) Dureza a la Penetración: a) Macrodureza (Brinell, Rockwell, Shore). b) Microdureza (Vickers, Knoop). C) Dureza…