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Ensayo de desgarro a alta velocidad / ensayo de tracción a alta velocidad

SEP 1230, DIN EN ISO 26203-2, ISO 18872, ISO 6603-2, SAE J2749 Nov2008

El comportamiento de rotura de muchos materiales depende, entre otros, de la velocidad de la carga aplicada. Los ensayos de desgarro a alta velocidad (también denominados ensayos de tracción de alta velocidad) nos proporcionan información sobre las propiedades de tracción a elevadas velocidades. Especialmente, estos parámetros son especialmente valiosos para la simulación de colisión.

El ensayo de desgarro a alta velocidad consiste en someter probetas planas tipo halterio a velocidades de carga de hasta 20 m/s. Además, se puede medir la extensión directamente en la probeta, lo que permite generar diagramas de tensión-deformación significativos. 

Los ensayos de desgarro a alta velocidad se llevan a cabo con una máquina de ensayos de alta velocidad. Estas máquinas servohidráulicas de ensayos de materiales alcanzan velocidades de deformación en probetas de hasta 20 m/s con fuerzas de hasta 160 kN.

Los ensayos de colisión son especialmente útiles en la fase de diseño

Desde hace tiempo se sabe que las propiedades mecánicas y tecnológicas de los materiales dependen, entre otras, de la velocidad de carga, o sea, de la tasa de deformación. En realidad, pero son precisamente las cargas de impacto bruscas y repentinas las que a menudo provocan fallos en los componentes. Por ejemplo, cuando los constructores empezaron a diseñar vehículos a prueba de impactos, descubrieron rápidamente que, si usaban valores característicos obtenidos a partir de ensayos cuasiestáticos, obtenían resultados erróneos. Hasta que no se obtuvieron datos de ensayos de desgarro de alta velocidad, no se halló una buena correlación entre la simulación numérica y la realidad.

Dado que la simulación numérica se utiliza cada vez más en el diseño de procesos de conformado (conformado de chapa, forjado), el conocimiento de las curvas de fluencia en función de la velocidad de conformado es indispensable. El científico experto en materiales siempre habla de tasas de deformación en este contexto. Como estas dependen de la forma de la probeta, de lo, no son adecuadas para especificar las propiedades de la máquina. Por ello, los fabricantes de maquinaria indican una velocidad de pistón.

La relación entre tasa de deformación y velocidad del pistón v es:

ϵ = (Δϵ / Δt) = (Δl / l0) x (l / Δt) = (v / l0)

El ensayo de desgarro a alta velocidad

Ensayo de desgarro a alta velocidad a 1.000 °C con una máquina de alta velocidad de 160 kN / 20 m/s

Normas del ensayo de desgarro a alta velocidad

  • SEP 1230: Determinación de las propiedades mecánicas en chapas metálicas a elevadas tasas de deformación en el ensayo de alta velocidad
  • DIN EN ISO 26203-2: Materiales metálicos – Ensayo de tracción a velocidades de deformación elevadas. – Parte 2: Sistemas de ensayo servohidráulicos y otros sistemas de ensayo
  • ISO 18872: Plastics – Determination of tensile properties at high strain rates
  • ISO 6603-2: Plastic – Determination of puncture impact behavior of rigid plastic – Part 2: Instrumented Impact testing
  • SAE J2749 Nov2008: High Strain Rate Tensile Testing of Polymers

Adquisición datos de medida

En los ensayos de desgarro a alta velocidad, a menudo se incorporan bandas extensométricas a las probetas para medir la fuerza con mayor precisión. Para ello, se aplican bandas extensométricas –en ambos lados, anverso y reverso– conectadas diagonalmente en forma de medio puente, en el área de la probeta que solo se deforma elásticamente. La señal de medición presenta muchas menos oscilaciones que la señal de fuerza del transductor de fuerza piezoeléctrico.
Además, para una medición exacta de la deformación, se pueden aplicar bandas extensométricas en la sección transversal de ensayo de la probeta. Para ello, se pega una galga extensométrica como cuarto de puente. Como los intervalos de ensayo son muy cortos, de pocos milisegundos, se requieren amplificadores de medición muy rápidos y una tarjeta de memoria temporal.

Productos para el ensayo de desgarro a alta velocidad

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