Ensayo de impacto

Los materiales se comportan en forma distinta cuando se les aplica una carga progresivamente que cuando se les aplica en forma instantánea (de golpe).

El comportamiento frente a cargas progresivas (estático) se estudia en el ensayo de tracción. El comportamiento frente a cargas instantáneas (impactos) se estudia mediante unos ensayos de los cuales los más utilizados son:

– CHARPY
– IZOD

Esquemáticamente la máquina de Charpy está representada en la figura:

Consiste en un péndulo que gira libremente sobre un plano vertical. En el punto más bajo de su trayectoria de giro se va a disponer horizontalmente la probeta, cuya resistencia a la rotura por impacto se quiere medir.

Cuando se deja caer desde una altura conocida en relación al punto donde se ubica la probeta, el péndulo de masa “m”, si no se interpone en su trayectoria ningún obstáculo, por conservación de energía, llegaría a la misma altura “h”.

Cuando la probeta obstaculiza al péndulo, parte de la energía disponible por éste se utiliza en partirla, y por tanto:

Epar = Epdr + Ear

Siendo Epar la energía del péndulo antes de la rotura; Epdr la energía del péndulo después de la rotura; y Ear la energía absorbida en la rotura.

Midiendo la altura (h’) a la que llegue el péndulo cuando rompa la probeta, se tiene:

m g h m g h’ E
= ⋅ ⋅ − ⋅ rotura⋅ m g h m g h’

La máquina dispone de una escala que permite medir la altura a la que llega el péndulo. El péndulo se deja caer siempre desde la misma altura y dispone siempre de una masa única. De forma que si “m•g•h” es constante y “m” también lo es, sobre la escala se pueden representar los valores (m•g•h – m•g•h’) en lugar de los valores de h’, con lo cual la escala proporciona directamente la energía absorbida por la rotura.

La probeta suele ser de sección cuadrada y de mayor longitud que el resto de las dimensiones, y sobre ella debe existir una muesca en la cara opuesta a la que recibe el golpe, para facilitar que rompa siempre en las mismas condiciones.

Fuente: Apuntes de Ciencia de Materiales. Ingeniería Química – Universidad de Huelva