ENSAYOS DE MATERIALES
NUESTROS SERVICIOS DE ENSAYOS Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES ESTÁN ORIENTADOS A LA OBTENCIÓN DE LOS PARÁMETROS UTILIZADOS EN LA DEFINICIÓN DE LA PLASTICIDAD EN LOS PROGRAMAS DE ELEMENTOS FINITOS. DEPENDIENDO DEL COMPORTAMIENTO DEL MATERIAL Y LOS REQUERIMIENTOS QUE TENGA QUE SOPORTAR SERÁ NECESARIO ESTUDIAR SU PLASTICIDAD, DAÑADO Y ROTURA.
PARA ESTE OBJETIVO TECSIMAT PROPONE LOS SIGUIENTES ENSAYOS MECÁNICOS DE MATERIALES:
ENSAYOS ESTÁTICOS DE TRACCIÓN Y COMPRESIÓN
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- Determinación de Propiedades Mecánicas Fundamentales: El ensayo de tracción proporciona datos esenciales como el límite elástico, la resistencia a la tracción y la elongación. Estas propiedades son cruciales para el diseño y la selección de materiales.
- Evaluación de la Ductilidad y Fragilidad: Permite distinguir entre materiales dúctiles, que se deforman antes de romperse, y materiales frágiles, que tienden a romperse sin deformación significativa.
- Analizar la Deformación Elástica y Plástica: El ensayo permite distinguir entre la deformación elástica (reversible) y la deformación plástica (irreversible), lo que proporciona información valiosa sobre la capacidad de deformación del material.
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- Evaluar la Resistencia a Compresión: Permite determinar la resistencia máxima del material a cargas de compresión, lo que es vital para el diseño de estructuras y componentes que experimenten fuerzas de compresión.
- Identificar la Inestabilidades bajo Compresión: Puede revelar inestabilidades o defectos ocultos en el material que pueden ser críticos para aplicaciones donde la compresión es una carga importante.
- Utilizar para Complementar los Resultados de Tracción: Complementa los datos obtenidos del ensayo de tracción, brindando una imagen completa del comportamiento del material bajo diferentes tipos de carga.
Asegurando la precisión y la confiabilidad de los ensayos, es esencial seguir las normas pertinentes. Algunas de las normas más son:
Normas para Ensayos de Tracción:- ASTM D638-14: Ensayos de tracción de plásticos.
- ISO 527-1:2019: Ensayos de tracción de materiales plásticos.
- ASTM A370-19a: Ensayos mecánicos de productos de acero.
- ISO 6892-2:2011: Ensayos de tracción de materiales metálicos. Parte 2: Métodos de ensayo a temperatura ambiente.
- ASTM D695-15: Ensayos de compresión de materiales termoplásticos.
- ISO 604:2002: Plásticos. Determinación de propiedades en compresión.
- ASTM E9-09: Ensayos de compresión de materiales metálicos en condiciones ambientales.
ENSAYO HIDROSTÁTICO PARA MATERIALES POROSOS
El ensayo de compresión hidrostática en espumas y materiales porosos es una técnica utilizada para evaluar la respuesta de estos materiales ante la aplicación de presión. Durante este ensayo, se somete al material a una presión hidrostática uniforme desde todas las direcciones.
Al aplicar presión uniformemente en todas las direcciones, este ensayo refleja de manera más precisa las condiciones a las que estos materiales pueden estar expuestos en aplicaciones prácticas.
A través de la relación entre la variación del volumen y la presión aplicada, es posible obtener datos precisos sobre la compresibilidad y resistencia de estos materiales.
Este tipo de ensayos no son lo más utilizados para obtener los parámetros de las hojas de especificaciones, pero es el ensayo que mejor caracteriza este tipo de materiales. Otros ensayos que se pueden utilizar para caracterizar este tipo de materiales son:
ASTM D1621-16: Ensayo de Compresión para Materiales Celulares de Plástico Rígido.
ASTM D695-15: Ensayo de Compresión para Materiales Termoplásticos.
ISO 844:2014: Plásticos celulares y productos compuestos de plásticos celulares. Determinación de las características de compresión.
ENSAYOS ESTÁTICOS BIAXIALES
ENSAYO BIAXIAL
El ensayo biaxial es una herramienta esencial en la caracterización de materiales que exhiben anisotropía en su comportamiento de deformación plástica y rotura. Complementando los ensayos de tracción y compresión, este método proporciona una visión detallada de cómo los materiales responden bajo cargas aplicadas en dos direcciones distintas.
El ensayo biaxial ofrece ventajas significativas en la evaluación de materiales anisotrópicos:
Aborda la Anisotropía en la Deformación: Al aplicar cargas en direcciones múltiples, el ensayo biaxial permite capturar cómo los materiales reaccionan en situaciones donde la deformación puede variar significativamente en distintas direcciones.
Simulación de Condiciones Realistas: Proporciona una representación más precisa de cómo los materiales se comportarán en aplicaciones reales, donde las cargas pueden actuar de manera compleja.
Relevancia en Industrias Específicas: Es particularmente crucial en sectores como la aeroespacial y la automotriz, donde los materiales anisotrópicos son comunes.
Normativas para Ensayos Biaxiales
ASTM D5229/D5229M-08(2013): Estándar de Ensayo para Determinar si un Material es Anisotrópico en Relación con el Eje 2D de una Lámina de Material Compuesto.
ISO 16842:2014: Plásticos. Determinación de las Propiedades de Compresión bajo Carga Biaxial.
ENSAYOS DINÁMICOS DE IMPACTO A TRACCIÓN Y COMPRESIÓN
Los ensayos dinámicos de tracción y compresión son esencial para complementar los ensayos estáticos, permitiendo evaluar las variaciones de propiedades mecánicas los materiales responden a velocidades de deformación diferentes.
Una de las ventajas del ensayo dinámico de tracción y compresión es la simulación de condiciones realistas permite replicar situaciones donde la velocidad de deformación es un factor determinante, ofreciendo resultados más representativos de escenarios reales.
También proporciona información crucial sobre cómo los materiales responden en condiciones de carga rápida, lo que es esencial para el diseño de estructuras que soportan impactos.
Normativas más relevantes:
ASTM E23-18: Estándar de Prueba para Ensayos de Impacto de Materiales Metálicos.
ISO 148-1:2009: Ensayo de Impacto en Materiales Metálicos.
Aplicaciones Prácticas del Ensayo Dinámico de Tracción y Compresión
El ensayo dinámico es crucial en la industria automotriz para mejorar la seguridad y rendimiento de vehículos en escenarios de colisión. Los constructores utilizan cálculos por elementos finitos para optimizar los resultados de los ensayos de choque. En este contexto, es esencial que el modelo de plasticidad tome en cuenta las variaciones de las propiedades mecánicas con la velocidad de deformación para lograr resultados precisos y confiables.
TRACCIÓN DE UN PLÁSTICO (PP) A 3 m/s PARA PODER OBTENER UNA VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN DE 200 1/s.
Esta película se ha obtenido a 200.000 fps. Con la ayuda de un programa de correlación de imagen digital, se puede obtener la deformación plástica del material durante el ensayo.
COMPRESIÓN DINÁMICA DE UN CAUCHO,
Velocidad de impacto 3 m/s
ENSAYO ESPECÍFICOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL CRITERIO DE ROTURA
Un paso crucial en la caracterización de materiales una vez que se han realizado ensayos de tracción, compresión, biaxiales e hidrostáticos, y se ha obtenido la plasticidad del material, es comprender su rotura. La predicción de la rotura requiere un enfoque específico, ya que difiere según el material y sus propiedades.
El comportamiento a rotura de los material es muy variado, pero podemos especificar dos comportamientos globales:
Materiales frágiles: En este caso la rotura se produce cuando el material alcanza un estado tensional máximo. Para poder predecir su rotura es necesario realizar un análisis de tensiones del material.
Materiales dúctiles: Son materiales que presenta una gran capacidad de deformación cuando se supera la tensión de cedencia o límite elástico. En este caso el análisis de las tensiones no es representativo de su rotura. Para esto materiales la rotura esta asociada a un grado de deformación máxima del material. Este limite de plasticidad puede depender de la anisotropía del material y del estado tensional del material. Los materiales plásticos son un ejemplo de la dependencia de la deformación máxima del estado tensional.
Una vez que se ha determinado si se controla la rotura por las tensiones o por la deformación es necesario establecer un criterio de rotura. Este criterio o valor máximo admisible lo comparamos con parámetros que son combinaciones de componentes del tensor de tensiones o deformaciones, o directamente con las componentes de los tensores.
Nuestra experiencia en la evaluación de rotura nos permite brindar soluciones personalizadas y precisas para una amplia gama de materiales.
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