Esforços i Assaigs dels Materials

Secció Contingut detallat
1. Tipus d'esforços i d'assaigs
  • Deformació elàstica i plàstica
  • 5 tipus d'esforços bàsics:
    1. Tracció
    2. Compressió
    3. Flexió
    4. Torsió
    5. Cisallament
  • Esforç de fatiga (mínim 10⁶ cicles)
  • Classificació d'assaigs:
    • Destructius (ex.: tracció, compressió, duresa)
    • No destructius (ex.: raigs X, ultrasons)

Problemes Resolts

Problema 1: Duresa Brinell

Una peça d'acer és sotmesa a un assaig de duresa Brinell. S'aplica una força de 3000 N amb una bola de 10 mm de diàmetre. El diàmetre de la marca resultant és de 3,5 mm. Calcula la duresa Brinell de la peça.

$$HBW = \frac{0.102 \cdot 2F}{\pi D^2} \left(1 - \sqrt{1 - \left(\frac{d}{D}\right)^2}\right)^{-1}$$ On: - \(F = 3000 \, \text{N}\) - \(D = 10 \, \text{mm}\) - \(d = 3.5 \, \text{mm}\) Substituint els valors: $$HBW = \frac{0.102 \cdot 2 \cdot 3000}{\pi \cdot 10^2} \left(1 - \sqrt{1 - \left(\frac{3.5}{10}\right)^2}\right)^{-1}$$ El resultat és aproximadament: $$HBW = 312$$ La duresa Brinell és \(312 \, HBW\).

Problema 2: Pèndol de Charpy

En un assaig de Charpy, un pèndol de massa \(22 \, kg\) es deixa caure des d'una altura de \(1.6 \, m\). Després de trencar la proveta, el pèndol puja fins a una altura de \(1.2 \, m\). La secció de la proveta en el punt de l'entalla és \(80 \, mm^2\). Calcula la resiliència del material.

L'energia perduda pel pèndol es calcula com: $$E = m \cdot g \cdot (h - h_1)$$ Substituint les dades: $$E = 22 \cdot 9.81 \cdot (1.6 - 1.2)$$ $$E = 86.33 \, J$$ La resiliència es calcula com: $$K = \frac{E}{A}$$ Substituint: $$K = \frac{86.33}{80 \cdot 10^{-6}}$$ $$K = 1.079 \cdot 10^6 \, J/m^2$$ La resiliència del material és aproximadament \(1.079 \, J/mm^2\).