DEFINICIÓN TEÓRICA
La torsión se refiere
a la deformación
helicoidal (en forma de hélice) que sufre un cuerpo cuando se le
aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y en
sentido contrario).
Se puede medir observando la deformación que se produce en un objeto determinado. Por ejemplo, se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo y se aplica un par de fuerzas al otro extremo, la cantidad de vueltas que dé el extremo con respecto al otro es una medida de torsión.
El estudio de la
torsión es complicado debido a que, bajo este tipo de fuerza, en la sección
transversal de una pieza suceden dos fenómenos:
-
Aparecen
tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se
representan por un campo vectorial sus líneas de flujo “circulan” alrededor de la
sección.
- Las
tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente (cosa que sucede
siempre a menos que la sección tenga simetría circular) por lo que aparecen alabeos seccionales
que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.
¿EN
QUÉ CONSISTE ESTE TIPO DE ENSAYO?
Como ya se ha
mencionado en el anterior apartado, el ensayos 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. La deformación
plástica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en los de
tracción o en los de compresión.
Los
resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos
de máquinas sometidos a torsión como ejes de transmisión, tornillos, resortes
de torsión y cigüeñales.
t= T x c/J ; q= T x L/GxJ
T: Momento torsor (N/m)
c: Distancia desde el eje de la probeta hasta el borde de la sección transversal (m). c= D/2
J: Momento polar de inercia de la sección transversal (m⁴). J=πD4/32
G: Módulo de rigidez (N/m2)
L: Longitud de probeta (m)
MÁQUINA PARA EL ENSAYO DE TORSIÓN
La máquina de torsión está destinada a ser usada en laboratorios de ensayos de materiales, en las universidades de ingeniería industrial, civil, eléctrica, mecánica, etc.
A continuación, se explicará la máquina manual para pruebas de torsión.
La máquina consta de una barra (1) que soporta todas las partes de la misma. Las patas ajustables (2) permiten la nivelación de la máquina.
En el lateral derecho, se tiene un interruptor para encender/apagar la máquina (15). En la parte trasera, el fusible de protección (16) y la clavija para conectar la máquina en 115 V (17).
Finalmente, en el lateral derecho del cabezal, se encuentra el ajustador a cero del sistema (18).
v OPERACIÓN DE LA MÁQUINA:
La probeta se coloca entre las mordazas. Se ajusta el mandril del lado del cabezal de medición (4) y luego girando el volante (9) se alinean el mandril opuesto (3) y se aprieta.
Se hace girar el transportador (8) para ponerlo en la posición cero.
Se enciende la máquina unos 15 minutos antes de empezar a usarla para permitir que el registrador electrónico entre en régimen.
Al encender la máquina, se verá iluminada la pantalla (14). La máquina está lista para aplicar carga a la probeta, lo cual se hace girando el volante (9). Hay que tener en cuenta que una vuelta del volante corresponde a 6 grados de torsión de la probeta.
Es conveniente aplicar la carga de incrementos de torsión de la probeta de 0,2 a 0,10 grados`por cada incremento, según el material de que se trate.
El par de torsión se transmite a la probeta y de ésta al sistema electrónico de medición que muestra en la pantalla (14) el valor del par de torsión en kg/cm.
El ángulo de torsión aproximado para toda la longitud de la probeta se puede ver en el transportador (8).
v VÍDEOS DE MÁQUINAS DE TORSIÓN:
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