Boletin-Charpy - Ejercicios charpy PDF

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Ejercicios charpy...

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CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES Práctica 2: Ensayo de flexión por choque 1.- En un ensayo con el péndulo de Charpy la maza de 25 Kg cayó desde una altura de 1 m y después de romper la probeta de sección 80 mm 2 se elevó a 0,4 m. Calcular: a) Energía de rotura. b) Energía por unidad de superficie (Resistencia al impacto) Solución: a) 147J

b) 1,83 J/mm

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2.- Calcule el módulo de elasticidad (E) en MPa, y la energía absorbida en el impacto en J/mm 2 , de un material, teniendo en cuenta que: a) Una probeta de 100 mm de longitud y 150 mm 2 de sección, se alarga 0.080 mm cuando se carga con 15 kN . b) La maza de 40 kg de un péndulo de Charpy, cae desde 1 m de altura sobre una probeta de 400 mm2 de sección y asciende 45 cm después de romper la probeta (g=9.81 m/s 2 ). b) 0,54 J/mm2

Solución: a) 125GPa

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3.- a) Calcule la sección mínima en mm , de un cable de acero (E=200 GPa) de 50 m de longitud, capaz de soportar una carga de 10 kN, si el esfuerzo normal no puede superar los 150 MPa, ni el alargamiento los 25 mm . b) Calcule la energía absorbida por unidad superficie de este acero en J/mm 2 , si la maza de 40 kg de un péndulo de Charpy que cae desde 1m de altura, asciende 35 cm después de romper una probeta de 625 mm 2 de sección (g=9.81 m/s2) Solución: a) 100 mm2 b) 0,41 J/mm2 4.- En un ensayo Charpy con un péndulo de 1,0 m de brazo y una maza que pesa 200 N iniciamos el ensayo elevando el brazo hasta los 120 o Tras romper la probeta, el brazo se eleva hasta los 30 o. Calcular: a) Energía absorbida en la rotura b) Energía potencial del péndulo si elevamos el brazo hasta los180 o Solución: a) 273 J

b) 400 J

5.- Disponemos de un péndulo para ensayo Charpy de plásticos con las siguientes características: Altura de caída: 0,5 m Dos mazas intercambiables: A=0,5 kgf y B =1 kgf. Se pretende ensayar probetas normalizadas, sin entalla, de 10 mm de ancho por 4 mm de espesor de los siguientes materiales (con sus valores de energía por unidad de superficie): 2 PVC: (6 kJ/m ) 2 Polipropileno: (15 kJ/m ) Policarbonato: (90 kJ/m 2) 2 Poliuretano: (95 kJ/m )

Teniendo en cuenta que según la norma ISO 179 la energía absorbida debe estar comprendida entre el 10 y el 80% de la energía nominal ¿Con qué maza o mazas podemos ensayar los materiales indicados? Solución: PVC: (6 kJ/m 2 ) Polipropileno: (15 kJ/m 2) Policarbonato: (90 kJ/m 2) Poliuretano: (95 kJ/m 2)

A AoB B B

6.- Los datos que siguen fueron obtenidos de una serie de ensayos de impacto charpy efectuados sobre cuatro aceros, cada uno de ellos con un contenido distinto de Mn. Grafique los datos y determine: a) la temperatura de transición (determinada como la media de las energías absorbidas en las regiones dúctil y frágil b) la temperatura de transición determinada según norma c) ¿Cual sería el contenido en Mn mínimo posible en el acero si una pieza fabricada con él debe utilizarse a 0ºC? Temperatura del ensayo ºC -100 -75 -40 -15 15 40 55 83 105

Energía de impacto ( J) 0.3% Mn 2 2 2 4 25 52 95 120 120

0.59% Mn 5 5 9 23 60 98 121 131 131

1.01% Mn 5 7 17 47 85 125 134 137 137

1.55% Mn 15 17 40 70 110 135 140 140 140

Solución: a) 0.3% Mn, T=43ºC; 0,59% Mn, T=21ºC; 1.01% Mn, T=4,4ºC; 1.55% Mn, T= -9ºC b) 0.3% Mn, T=27ºC; 0,59% Mn, T=-11ºC; 1.01% Mn, T=-31ºC; 1.55% Mn, T= -59ºC c) 0,51% Mn...