Prueba de cizallamiento del material

Las pruebas de cizallamiento se utilizan para medir la respuesta de los materiales a fuerzas que tienden a cortarlos o desgarrarlos. Puede ser una técnica útil para identificar áreas de debilidad en una estructura, especialmente en relación con otras propiedades como la resistencia al impacto. También es útil para identificar las propiedades que tienen un impacto en la tendencia de un material al cizallamiento, como la densidad y el contenido de humedad. 

Hay varios tipos de ensayos de cizallamiento que puede utilizar para sus ensayos de materiales, como los cilindros de ensayo universales, el ensayo de impacto sin muescas, el ensayo de impacto Izod con muescas, el ensayo de filamentos cortados y otros. Siga leyendo para saber más sobre la importancia de las pruebas de cizallamiento y cómo debe realizarlas.

 

¿Qué es la prueba de cizallamiento?

El ensayo de cizallamiento es un tipo común de ensayo de materiales que se utiliza para medir la respuesta de los materiales a las fuerzas que tienden a cizallarlos o desgarrarlos. Existen varios tipos de ensayos de cizallamiento, cada uno con sus propias características y usos. El tipo más común de ensayo de cizallamiento es elcilindro de ensayo universal. Este ensayo utiliza un cilindro de tamaño estándar con un peso conocido en la parte superior e inferior para producir una carga uniforme aplicada en toda la extensión de la muestra. El ensayo de impacto con muescas es otro tipo de ensayo de cizallamiento que puede utilizarse. Este método utiliza una probeta de gran tamaño en forma de escamas para producir una fractura más controlada cuando la probeta es impactada por el martillo. Y, por último, se puede utilizar el ensayo de impacto con muescas Izod, que mide la energía necesaria para que el material se rompa tras ser golpeado por un martillo en forma de péndulo durante dos segundos con una masa de 8 kilogramos a distintos grados de profundidad de muesca. 

¿Por qué son importantes las pruebas de cizallamiento?

El ensayo de cizallamiento es una técnica útil para identificar si un material cede. Puede utilizarse para evaluar la resistencia de un material individual o entre diferentes materiales en comparación. Por ejemplo, puede utilizar la prueba de cizallamiento para comparar la resistencia de dos plásticos: uno con alta resistencia al impacto y otro con baja. Esto le ayudaría a identificar dónde están los puntos fuertes de su producto. La importancia de los ensayos de cizallamiento también radica en su capacidad para determinar los factores que influyen en la resistencia al cizallamiento de un material. Analizando cómo cambian estos factores, puede ser posible encontrar nuevas formas de mejorar el rendimiento de sus productos de polímero. 

Cómo realizar una prueba de cizallamiento

Los ensayos de cizallamiento pueden realizarse mediante el uso de cilindros de ensayo universales, el ensayo de impacto no entallado, el ensayo de impacto entallado Izod y el ensayo de cizallamiento de cordones. Dependiendo de lo que se esté probando y de las propiedades que se quieran medir, se puede decidir qué tipo de ensayo de cizallamiento utilizar. Por ejemplo, si quiere medir la resistencia del material en relación con la resistencia al impacto, entonces haría una prueba de impacto sin muescas. Este tipo de ensayo de cizallamiento se realiza dejando caer un peso sobre un extremo de la muestra hasta que se rompe. Se registra la carga máxima y el número de gotas necesarias para romper el material. El ensayo de impacto con muescas Izod se utiliza cuando hay tensiones de flexión o flexión además de la tensión de cizallamiento. Este tipo de ensayo de cizallamiento utiliza dos hojas de péndulo diferentes que se golpean mutuamente en un ángulo hasta que rompen una muestra entre ellas. Se registra la carga máxima, así como el número de cortes que necesita cada cuchilla individualmente hasta que la muestra se rompe. 

Cilindros de ensayo universales

El cilindro de prueba universal es un método de prueba de cizallamiento común que se utiliza para medir la resistencia de los materiales a las fuerzas aplicadas mientras se tensan. El material que se está probando se sujeta entre una placa fija y otra móvil, y cuando se aplica la fuerza, se desgarra si el material es débil en esa zona. Es importante tener en cuenta que este tipo de prueba de cizallamiento no tiene en cuenta las fuerzas dinámicas que existen en situaciones de la vida real. Por ejemplo, si se sometiera algo hecho de plástico a una prueba de cilindro de ensayo universal, probablemente pasaría la prueba aunque se rompiera fácilmente en condiciones normales de uso. 

Prueba de impacto sin muescas

El ensayo de cizallamiento más común es el ensayo de impacto sin muescas. Este tipo de ensayo también se conoce como impacto Izod con muescas, o impacto Izod sin muescas. En este ensayo, un péndulo instrumentado hace oscilar un peso hacia abajo en la muestra para crear una muesca en la superficie del material. A continuación se calcula la energía necesaria para crear esa muesca y se comprueba la resistencia del material. La prueba de impacto sin muesca no sirve de nada si el material tiene una alta resistencia a la flexión (es decir, es difícil de rayar), porque una máquina sólo puede penetrar hasta cierto punto antes de romperse. Esto significa que para materiales como la cerámica, los metales y el vidrio, este tipo de prueba está bien. Pero para materiales más blandos, como el caucho o la madera, deben utilizarse otras pruebas de cizallamiento porque son más sensibles a la penetración. El ensayo de cizallamiento es un ejemplo en el que es necesario utilizar otros métodos de ensayo si se trata de materiales blandos como el caucho o la madera. La prueba del filamento cortante consiste en pasar un alambre metálico a través de una sección del material que se está probando y medir la fuerza que se necesita para que se rompa. Si utiliza cualquiera de estos métodos, deberá asegurarse de que las muestras tengan al menos 20 mm de grosor para que puedan resistir el corte con tijeras o alicates. 

Prueba de impacto con muescas Izod

Un tipo de ensayo de cizallamiento es el ensayo de impacto con muescas izod. Se utiliza para medir la resistencia al impacto de los materiales disparando un péndulo contra ellos y midiendo cuánta energía cinética absorbe el material. La prueba mide cuántas libras-pie de energía son necesarias para romper una muestra bajo una carga específica. Cuanto más alto sea este número, más resistente será su material a la rotura por un impacto. Esta prueba puede mostrarle qué áreas de su producto necesitan más protección y cambios de diseño para aumentar su resistencia a la absorción de impactos. 

Ensayo de cizallamiento del cordón

Uno de los tipos más populares de pruebas de cizallamiento es la prueba de cizallamiento del filamento. Se realiza colocando dos hilos de alambre de igual longitud en un tornillo de banco, separándolos y aplicando una carga hasta que se rompan. Los alambres pueden ser de diferentes materiales, pero deben tener la misma sección transversal para que se rompan con la misma carga. La velocidad de rotura de los alambres viene determinada por su resistencia a la tracción y su módulo de Young. Este ensayo se utiliza para medir la resistencia a la flexión de un objeto, así como su elasticidad. También puede utilizarse para determinar las propiedades del material, como el módulo de flexión y el módulo de cizallamiento. Para realizar este ensayo correctamente, es necesario conocer la fuerza media de rotura (ABF) y la tensión de rotura (BST). Estos se calculan con esta fórmula ABF=carga aplicada durante la rotura menos el peso de un cable BST=((carga aplicada durante la rotura)/(área de la sección transversal))al cuadrado Cuando se ensaya un material a cortante, es importante probarlo desde varios ángulos. Por ejemplo, si está probando la durabilidad del hormigón y sólo realiza las pruebas en un lado, obtendrá resultados erróneos. Por lo tanto, asegúrese siempre de girar la muestra alrededor de su eje cuando realice ensayos de cizallamiento. 

Resumen

Las pruebas de cizallamiento de materiales son importantes porque ayudan a identificar áreas de debilidad en las estructuras. La prueba también puede ser útil para identificar las propiedades que tienen un impacto en la tendencia al cizallamiento de un material, como la densidad y el contenido de humedad. Hay varios tipos de ensayos de cizallamiento que puede utilizar para sus ensayos de materiales, como los cilindros de ensayo universales, el ensayo de impacto no entallado, el ensayo de impacto entallado Izod, el ensayo de cordón de cizallamiento y otros.