NORMAS PARA ENSAYO A TORSION LUHER JEHINS OLAYA MORENO COD: 21131624722 LUIS HUMBERTO MARTINEZ PALMETH UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO FACULTAD DE INGENIERÍA MECANICA ELECTRONICA Y BIOMEDICA B IOMEDICA 2019 CONTENIDO INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................3 PRUEBAS DE TORSION .....................................................................................................................4 EQUIPOS DE PRUEBA .......................................................................................................................4 CARACTERÍSTICAS DE LAS PRUEBAS DE TORSIÓN EN SECCIÓN TRANSVERSAL CIRCULAR ............ ..............5 ..5 PROBETAS DE TORSION SEGÚN LAS NORMAS ASTM ......................................................................5 PROBETAS NORMALIZADAS SEGÚN DIN 50125 ...............................................................................5 NORMAS A TORSION ........................................................................................................................7 ASTM E143-01 ..................................................................................................................................7 ASTM A938 – ISO 7800 ....................................................................................................................8 ASTM D2821.....................................................................................................................................8 NTC 3995 ..........................................................................................................................................9 INVIAS E 727 .................................................................................................................................. 10 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................ 11 INTRODUCCIÓN La siguiente entrega tiene como finalidad dar a conocer los diferentes tipos de normas que se rigen en el diseño y construcción de un banco de ensayos a torsión, estas se aplican para determinar constantes elásticas y propiedades de los materiales. Ahora bien, al analizar y determinar el tipo de norma que se pretende implementar en la construcción del banco didáctico de ensayos a torsión, esta indicara el procedimiento que se debe llevar en el ensayo, indican las muestras que se deben usar y da a conocer la interpretación de los resultados 3 PRUEBAS DE TORSION Se pueden realizar en la mayoría de los materiales, utilizando muestras estándar, para determinar propiedades mecánicas como el modulo de elasticidad en el corte, el rendimiento de resistencia al corte, la resistencia máxima al corte, modulo de ruptura al corte y la ductilidad. Las pruebas de torsión se realizan con mayor frecuencia en barras prismáticas de sección circular mediante la aplicación de un momento de torsión alrededor del eje longitudinal. La curva esfuerzo cortante frente a la tensión de esfuerzo cortante puede determinarse a partir de mediciones simultaneas del par y ángulo de giro de la muestra de prueba. Muchos materiales cuando están en servicio están sujetos a fuerzas o cargas. En tales condiciones es necesario conocer las características del material para diseñar el instrumento donde va a usarse de tal forma que los esfuerzos a los que vaya a estar sometido no sean excesivos y el material no se fracture. EQUIPOS DE PRUEBA Una máquina de prueba de torsión típica consiste en un sistema de transmisión, una sección de prueba, transductores de par y rotación y un marco rígido. Un marco rígido que sea capaz de permitir una alineación precisa de los diversos componentes de la máquina de torsión es necesario para torcer la muestra de torsión con precisión alrededor de su eje sin Carga por flexión superpuesta 4 CARACTERÍSTICAS DE LAS PRUEBAS DE TORSIÓN EN SECCIÓN TRANSVERSAL CIRCULAR Las pruebas de tensión en barras con sección transversal circular se supone que: El material de la barra es homogéneo e isotrópico El giro por unidad de longitud es constante a lo largo de la barra Las secci secciones ones que son originalmente planas al eje torsional permanecen planas después de la deformación. Inicialmente los radios rectos permanecen rectos después de la deformación. PROBETAS DE TORSION SEGÚN LAS NORMAS ASTM Las probetas para el ensayo de torsión son por lo general de sección circular macizas o huecas, no tiene una medida específica en estas normas, sin embargo, se tienen en cuenta las siguientes consideraciones: Los extremos deben ser de mayor sección para de esta manera asegurar que la falla por rotura se produzca en un punto intermedio de la probeta. En caso de una probeta cilíndrica esta debe tener un diámetro uniforme en toda su longitud, además la longitud debe ser al menos cuatro veces mayor que su diámetro. De acuerdo a estas consideraciones se plantea una probeta normalizada. PROBETAS NORMALIZADAS SEGÚN DIN 50125 Esta norma ha sido preparada por el Comité de Trabajo NA 062-01-42 AA Zugund Duktilitätsprüfung für Metalle de la Normenausschuss Materialprüfung (Comité de Normas de Ensayo de Materiales). DIN EN ISO 6892-1 establece especificaciones generales con respecto a las formas de las piezas de prueba mecánicas 5 Se han realizado las siguientes modificaciones a DIN 50125: 2004-01: a) Las tolerancias en las dimensiones y la forma se han armonizado con DIN EN ISO 6892-1. b) Los símbolos han sido armonizados con DIN EN ISO 6892-1. c) El radio de transición, la longitud paralela y la longitud total de las piezas de prueba se han armonizado con DIN EN ISO 6892-1. Ediciones anteriores DIN DVM 125 = DIN 50125: 1940-08, 1951-04, 1986-03, 1991-04, 2004-01 DIN 50125-1 Corrigendum 1: 2004-07 Pieza de prueba tipo A, de sección circular, con extremos lisos y cilíndricos. para sujeción en empuñaduras de cuña DIMENSIONES DE PROBETA NORMALIZADA DIN 50125 6 NORMAS A TORSION El ensayo a torsión con probetas tubulares se puede realizar con cualquiera de las siguientes normas. ASTM E143-02 ASTM E143-02 cubre las pruebas de módulo de corte a temperatura ambiente. ASTM E143-02 es un método de prueba pa para ra determinar el módulo de corte de un material. Esta es una prueba de torsión básica que se usa comúnmente para determinar lasdeformación propiedadespor básicas del material. Esta prueba examinará la región elástica de la torsión. Este método de prueba se limita a los materiales en los cuales, y a las tensiones en las cuales, la fluencia es despreciable en comparación con la tensión producida inmediatamente después de la carga. Lo que se busca obtener en el ensayo a torsión con esta norma son: El par torsor aplicado y el Angulo de torsión para determinar el G (Modulo de corte). Los valores declarados en unidades de pulgada-libra deben considerarse como el estándar. Las unidades SI se proporcionan solo con fines informativos. 7 ASTM A938 – ISO 7800 Tanto la ASTM A938 como la ISO 7800 son normas que definen los requisitos para realizar ensayos de torsión de alambre. proporcionan conocimiento de la ductilidad de un cable cuando está bajo carga de torsión. Estas normas de ensayo de torsión requieren que una muestra de alambre se retuerza alrededor del eje longitudinal hasta que se rompa. Se tiene que registrar el número de giros hasta la rotura. Además, la mayoría de los operadores quieren saber el par necesario para la rotura de las muestras y ver un gráfico del par en función del ángulo de toda la prueba. Este gráfico mostrará donde el alambre cedió durante la prueba de torsión, así como el punto de rotura. Esta norma internacional especifica un método para determinar la capacidad del alambre metálico de diámetro o dimensión característica de 0,1 mm a 10 mm. DEPENDENCIA DE LA LONGITUD LIBRE ENTRE MORDAZAS DEL DIAMETRO NOMINAL Ѳd, O DIMENSION CARACTERISTICA ѲD, DEL ALAMBRE Diametro nominal Ѳd, o dimension caracteristica ѲD mm . ≤ Ø (Ø) < ≤ Ø (Ø) < 5 ≤ Ø (Ø) Longitud libre entre mordazas (nominal) ^a 200 Ød (ØD) 100 Ød (ØD) 50 Ød (ØD) “a”: la longitud libre entre mordazas sera Maximo de 300 mm. ASTM D2821 (Método de prueba estándar para medir la rigidez relativa del cuero por medio de un aparato de alambre torsional) Este método de prueba está diseñado para medir el módulo aparente de una muestra de cuero. Este método de prueba describe el uso de un aparato de torsión para medir la rigidez relativa de las pieles enguantadas. Este método de prueba no se aplica al azul mojado. Los planos de trabajo para la construcción del 8 aparato están disponibles a un costo nominal en la sede de ASTM, 100 Barr HarborDrive, W. Conshohocken, PA 19428-2959. Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas adecuadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. NTC 3995 MATERIALES METÁLICOS. ALAMBRE. ENSAYO DE TORSIÓN SIMPLE Esta norma específica el método para determinar la capacidad de soporte a la deformación plástica durante una torsión simple en una dirección, de un alambre metálico de diámetro o espesor de 0,1 mm a 14 mm, inclusive . El ensayo consiste en torcer una probeta de alambre alrededor de su propio eje, en una sola dirección. Se tiene que registrar el número de giros hasta la rotura En general, el ensayo se lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10 °C y 35 °C. Los ensayos en condiciones controladas, según sea requerido, se deben realizar a una temperatura de 23 °C ± 5 °C. El alambre que se use como probeta debe ser lo más recto posible. Durante el enderezamiento, la superficie del alambre no debe sufrir daño y la probeta no se debe someter a torsión de ningún tipo. Los alambres con una curvatura aguda repentina (quiebre, abolladura o entalla) hacia el eje neutro longitudinal de la sección transversal no se deben someter a ensayo. A menos que se especifique algo diferente, la longitud libre nominal entre las mordazas del alambre redondo y el alambre de otras formas, debe ser la especificada en la Tabla 2 y la Tabla 3, respectivamente 9 INVIAS E 727 RECUPERACIÓN ELÁSTICA POR TORSIÓN DE ASFALTOS MODIFICADOS Esta norma describe el procedimiento que se debe seguir para determinar el grado de elasticidad que presentan los asfaltos modificados en particular con polímeros, de aplicación en construcción de carreteras. En el procedimiento que se describe, un cilindro de dimensiones especificadas se sumerge en la muestra del ligante bituminoso modificado. Mediante un dispositivo de torsión se gira el cilindro 180º y se determina, después de 30 minutos, el ángulo recuperado por él. Se debe registrar el Angulo recuperado para calcular la recuperación elástica. Recuperación elástica por torsión Donde L: ángulo recuperado 10 BIBLIOGRAFIA ASTM E143-01, Método de prueba estándar para el módulo de corte a temperatura ambiente, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2001, www.astm.org ASTM A938-18, Método de prueba estándar para pruebas de torsión de cables, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2018, www.astm.org http://www.instron.com.ar/es-ar/testing-solutions/by-material/metals/torsion/astma938-iso-7800 “Metallic Materials-Wire-Simple Torsion Test”, 2da edición (2003). ASTM D2821-14, Método de prueba estándar para medir la rigidez relativa del cuero por medio de un aparato de alambre torsional, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014, www.astm.org DIN 50125, testing of metallic materials 11
