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 DEPARTAMENTO DE MECANICA

Resistencia de Materiales Generales

(IWM-255)

ENSAYOS DE CIZALLE Y

TORSIÓN

Profesor: Luis Pérez Pozo Integrantes: Vladimir Gómez.

Fecha: XX/12/2011 Diego Sánchez.

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 Análisis de resultados

Ensayo de cizalle:

En este ensayo la falla se produce por corte. Se distinguen los planos de cortadura en dirección en

la cual se hizo le carga (formándose una medialuna). En los materiales de características dúctiles

se apreció una sección lisa (medialuna), esta medialuna es mayor mientras más elevada sea laductilidad del material.

En los materiales de características frágiles se puede apreciar una superficie rugosa, además de

una medialuna casi inexistente, debido al “desgarre” del material. En el caso de los aceros,

mientras mayor porcentaje de carbono en la aleación, menor es la medialuna formada.

-  Cobre: En este material se aprecia una medialuna bastante marcada, aunque claramente

su textura también posee una parte fibrosa, con lo cual podemos saber que el material

fallo por corte.

-  Latón 70/30: Posee una textura bastante fibrosa en la zona de falla, se observa la

presencia de una medialuna bastante brillante.

-  SAE 1045: presentó falla por cortadura la que es posible apreciar a simple vista. Al igual

que el 1020 se puede apreciar una media luna, pero ésta es de menor tamaño que en el

caso anterior, debido a que éste acero posee mayor porcentaje de carbono.

-  SAE 1020: presentó una reducida zona de media luna, propia de los materiales dúctiles,

pero no tan marcada en comparación con otros materiales, se aprecia una cierta área

fibrosa en la textura de la zona cizallada lo que evidencia deslizamiento del material.

-  SAE 4140: este acero no presenta casi nada de media luna, lo que se traduce en que es un

acero poco dúctil, fue el material que presentó una mayor resistencia al cizalle, la textura

de la zona de falla se presenta de manera fibrosa.

-  Aluminio: fue el material más dúctil que se ensayó, lo cual quedo comprobado por la gran

media luna que presentó (además de los valores de carga), como en todos los casos

anteriores la falla fue por corte.

Ensayo de torsión:

En este ensayo la falla se produce por torsión, se puede apreciar que en los materiales dúctiles,

luego de él torque necesario para la fractura, se aprecia una superficie rugosa y plana, mientras

que en los materiales frágiles se puede apreciar una superficie de tipo helicoidal, con una

pendiente aproximada de unos 45°.

-  Cobre: Al ser un material dúctil, este resistió una gran cantidad de revoluciones en la

maquina, no así como los aceros con alto porcentaje de carbono.

-  Latón 70/30: Falla por cortadura, se puede apreciar que estuvo en plasticidad por mucho

tiempo, más que el acero SAE 1020.

-  SAE 1045: Este material falla por cortadura, aunque entra en plasticidad antes de fallar, es

por poco tiempo y prácticamente no se aprecia muy bien.

-  SAE 1020: falla por cortadura, se puede apreciar que el material entró en plasticidad antes

de fallar, lo que indica su naturaleza de material dúctil.

-  Aluminio: Este material fue uno de los que presento una inclinación en el corte menor,

fue casi una fractura plana y su superficie del tipo espiral

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Ensayo torsión v/s ensayo tracción

En estos dos laboratorios pudimos comprender que los materiales dúctiles y frágiles se comportan

similarmente sin importar el tipo de ensayo al cual estén sometidos, ya que en el primer

laboratorio (tracción), nos dimos cuenta de que los materiales dúctiles se caracterizan porque al

llegar a la ruptura generaban un plano de tipo cono (45°), con una superficie algo lisa, mientras

que en el ensayo de torsión, los materiales dúctiles se caracterizan por alcanzar un gran número

de “vueltas” antes de la ruptura de este, demostrando que pueden resistir muy bien los esfuerzos

de torque existentes. Mientras que en el caso opuesto, el cual es el de los materiales frágiles, nos

dimos cuenta de que en el ensayo de tracción, estos muestran una superficie plana y rugosa, y en

el ensayo de torsión podemos notar que este tipo de materiales no alcanzan muchas revoluciones

antes de fracturarse, esto se debe a que no tienen buena deformación elástica, por lo que al

terminar su deformación plástica, se rompen rápidamente formando una helicoidal de

aproximadamente 45°.

Conclusiones

Gracias a los ensayos de cizalle y torsión pudimos apreciar el comportamiento de materiales

dúctiles y frágiles sometidos a cargas transversales (corte), dato que es muy importante para

considerar en materiales que deben soportar este tipo de carga como remaches, pernos, ejes,

pasadores, etc. Así, mediante los ensayos existentes podemos saber si un material es más dúctil o

más frágil mediante la media luna o zona lisa provocada en la falla será mayor (ensayo cizalle).

También podemos decir que podríamos haber tenido resultados “mejores”, ya que en el ensayo

de cizalle lo hicimos de tipo simple, y no doble como recomienda la norma (para evitar el exceso

de flexión en el material).

Con el ensayo de torsión determinamos el Modulo de Rigidez Cortante del material, lo que al igual

que la resistencia de los materiales es un tema bastante importante en el trabajo que se puede

llegar a desenvolver un ingeniero. Los resultados mostrados anteriormente de estos experimentos

nos llevan a clasificar los materiales según sus propiedades, lo que es muy útil al momento de su

uso.

Posterior a la falla de las muestras, éstas se analizaron para asociar su tipo de falla con sus

propiedades, los resultados de esto nos dejaron satisfecho al comprobar que se cumplía el

comportamiento predicho teóricamente.