ENSAYO DE TORSION Gomer David García.*, Jeison Castillo**Kennith Fuenmayor ***, * Universidad Autónoma del Caribe. Barranquilla (Atl). E-mail:
[email protected] **Universidad Autónoma del Caribe. B/quilla (Atl). E-mail:
[email protected] *** Universidad Autónoma del Caribe. B/quilla (Atl).E-mail:
[email protected]
Resumen La torsión se refiere al torcimiento de una barra recta al ser cargada por momentos (o pares de torsión) que tienden a producir una rotación alrededor del eje longitudinal de la barra. Su efecto es de gran importancia en el diseño de ejes o árboles de transmisión utilizados en vehículos y maquinaria. Palabras claves: Ensayo claves: Ensayo de torsión, pares de torsión, , deformación, esfuerzo, zona elástica, módulo de Young, fluencia, zona plástica, tenacidad, resilencia y ductilidad. Introducción
Metodología
La torsión en sí se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento torsor o una fuerza que produce un momento torso alrededor del eje. El ángulo de torsión varía longitudinalmente.
El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material. Las probetas utilizadas para este ensayo suelen ser de sección circular. La relación entre momento torsor y deformación angular para los materiales ensayos están determinados por ecuaciones matemáticas partiendo de que el material es elástico lineal y aplicando la ley de Hooke donde la variación lineal en la deformación cortante conducirá a una correspondiente variación lineal en el esfuerzo cortante lo largo de cualquier lineal radial ubicada en la sección transversal.
Para deducir las formulas de la torsión se deben establecer una serie de hipótesis que pueden demostrarse matemáticamente y algunas de ellas comprobarse experimentalmente. Dichas ecuaciones son Esfuerzo cort ante m áxim o ()
[ ]
T= Momento torsor [N∙m] r= Distancia del eje de la probeta hasta el borde de la sección transversal [m] J= Momento polar de inercia del área de la sección transversal. Momento polar de Inercia de la sección transversal
D= Diámetro del eje
[ ]
Angulo de Torsión
[]
L=Longitud de la probeta G= Modulo de rigidez [N/m 2]
Resultados A continuación se muestran las tablas con los datos experimentales obtenidos en el ensayo de torsión realizado a una barra circular de acero 1020, aluminio y bronce.
Análisis de resultados
El acero tiene un modulo de rigidez mayor que el del aluminio y el bronce al momento de ejercerle un torque.
Como conclusión principal podemos decir que La Torsión en sí, se refiere a la deformación helicoidal que sufre un cuerpo cuando se le aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).
Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elemento
de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales.
Referencias Mecánica de Materiales, Rusell Hibbeler. 8 Ed. Resistencia de Materiales, Ferdinand L. Singer
.
