Laboratorio de Comportamiento de los Materiales Departamento de

Laboratorio de Comportamiento de los Materiales
Departamento de Ing. Mecánica
Lectura Previa Practica 5
‫ܫ‬
‫ݎ‬௚ = ඨ
‫ܣ‬
Ensayo de compresión
Cuando menos en teoría, el ensayo de
compresión es meramente lo contrario al de
tensión con respecto a la dirección o el sentido de
aplicación de la carga.
Existen varias limitaciones del ensayo estático de
compresión:
1.
2.
La dificultad de aplicar una carga
verdaderamente concéntrica o axial.
La fricción entre los puentes de la
máquina o los platos de apoyo y las
superficies de los extremos de la
probeta, esto ocasiona esfuerzos
flexionantes en la probeta y tienden a
“pandear” o “flambear” a esta. A medida
que la longitud de la probeta disminuye
el efecto de fricción entre los apoyos y la
máquina se vuelve más significativo.
Es importante que la probeta trabaje puramente
a compresión y no como un miembro estructural
tipo columna, de modo que la acción se limita
aquí al bloque de compresión corto.
La selección de la relación entre la longitud y la
sección de la probeta de compresión es
importante. A medida que la longitud de la
probeta se aumenta, se presenta una tendencia
creciente hacia la flexión de la pieza, con la
consiguiente distribución no-uniforme de
esfuerzos combinados axial y de flexión, sobre
una sección recta. Por lo que se sugiere una
relación entre altura y sección transversal de la
probeta, conocida como “esbeltez” y está dada
por el cociente entre la longitud o altura, al radio
de giro de la probeta; es decir:
ܴ݈݁ܽܿ݅ó݊ ݀݁ ݁‫= ݖ݁ݐ݈ܾ݁ݏ‬
‫ܮ‬
‫ݎ‬௚
En donde el radio de giro ( rg ) se obtiene como la
raíz cuadrada del momento de inercia (I) entre el
área de la probeta (A), esto es:
Para poder considerar una probeta como bloque
a compresión, es necesario que la “relación de
esbeltez” sea menor o igual que 60. Esto
dependerá de las recomendaciones que hagan las
agencias de ensayes e inspección en cuanto a su
valor.
‫ܮ‬
‫݅ݏ݁ݎ݌݉݋ܿ ܽ ݁ݑݍ݋݈ܤ‬ó݊ =
≤ 60
‫ݎ‬௚
Para una probeta cilíndrica el radio de giro es la
cuarta parte del diámetro.
ܲ‫݈݅ܿ ܽݐܾ݁݋ݎ‬í݊݀‫ݎ = ܽܿ݅ݎ‬௚ =
݀
≤ 60
4
Por lo que su relación de esbeltez será:
ܴ. ‫= ݖ݁ݐ݈ܾ݁ݏܧ‬
‫ܮ‬
4‫ܮ‬
‫ܮ‬
=
=
݀
‫ݎ‬௚
݀
ቀ ቁ
4
Condiciones para realizar el ensayo compresión
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Que el material sea homogéneo.
Que la carga se aplique axialmente.
Que la sección longitudinal sea recta.
Que se comporte puramente a
compresión, (relación de esbeltez menor
que 60).
Velocidad del ensayo constante.
Los extremos de las probetas de
compresión deben ser planos.
Procedimiento para llevar a cabo la prueba de
compresión
Primeramente antes de colocar la probeta en la
máquina universal, se medirán con el calibrador
vernier sus dimensiones iniciales (longitud y
diámetro).
Enseguida y después de cerciorarse que las
superficies de los extremos de las probeta así
como las caras de los bloques de apoyo estén
completamente libres de grasa, aceite o cualquier
otra clase de partículas que pudieran influir en la
restricción friccional de las superficies de los
extremos, se coloca la probeta en la máquina,
debe tenerse mucho cuidado para lograr el
centrado, la alineación de la probeta y de los
platos de apoyo (o de compresión) en la máquina,
se baja el cabezal fijo de la máquina hasta hacer
contacto con los platos de apoyo y en seguida
haremos lecturas de carga contra deformación o
desplazamiento en la pantalla si la máquina es
digital, si es de lectura caratular de carga se
tendrá que colocar el extensómetro en la mesa
de prueba para leer la deformación (o
desplazamiento) y se procede a aplicar la carga
con una velocidad conveniente al material de que
se trate.
Para los materiales quebradizos debe realizarse
cuidadosamente el ensayo, ya que al ocurrir la
fractura pueden “saltar” las partes fracturadas.
Para los dúctiles en los cuales no ocurre ese
fenómeno, la carga última o máxima que se
aplique a la probeta se hará a criterio de la
persona que realiza el ensayo. La figura siguiente
muestra los tipos de fracturas:
Tipos de fracturas en metales
Se quita la carga , se levanta el cabezal de la
máquina y se procede a medir las dimensiones
finales de la probeta, (longitud y diámetro). Con
los datos obtenidos de cargas y deformaciones así
como las dimensiones originales y finales de la
probeta se procederá a elaborar los cálculos
correspondientes. En la figura de abajo se
muestra la gráfica esfuerzo-deformación de un
ensayo de compresión.
Gráfica de esfuerzo-deformación para un
ensayo de compresión.