Y eso es lo que importa en los ensayos de flexión
Los plásticos y sus compuestos se ensayan o comparan entre sí en ensayos de flexión. Para ello, los ensayos de flexión ofrecen una metodología de ensayo fiable con un montaje de ensayo relativamente sencillo. Se utilizan para determinar el comportamiento tensión-deformación de un material en niveles bajos de deformación de la probeta.
El resultado típico es el módulo de flexión, pero también pueden medirse los puntos de fluencia, las tensiones máximas de flexión o las tensiones de rotura por flexión en materiales de baja ductilidad. La medición directa de la deflexión con un transductor de desplazamiento es la forma más precisa de medición que proporciona resultados de ensayo correctos de forma fiable.
¿Por qué es tan importante la medición precisa de la sección transversal para el ensayo de flexión?
La determinación de las dimensiones de la probeta, en particular de su espesor, es de gran importancia, ya que el espesor de probeta se incluye de forma cuadrática en el cálculo de los esfuerzos de flexión. Un error de medición de sólo 0,1 mm ya provoca un error de aproximadamente el 5% en el cálculo de las tensiones de flexión. Por este motivo, una medición precisa de la sección transversal es crucial para obtener resultados fiables de los ensayos.
¿Por qué es necesario prestar atención a una alineación exacta de los soportes de flexión, los punzones y las probetas durante el ensayo de flexión?
Una alineación incorrecta de la fijación de flexión se manifiesta a menudo en forma del denominado pie de curva, es decir, un inicio no lineal del diagrama de tensión-deformación. Es imprescindible evitar dicho pie de curva, ya que lleva a una medición incorrecta del módulo de flexión.
Existen varios medios auxiliares para realizar una alineación óptima. Por ejemplo, tanto la distancia de apoyo como la alineación pueden ajustarse de forma rápida y segura con un patrón de ajuste adecuado.
¿Qué influencia tiene la punta y el soporte de flexión sobre la indentación del material?
La indentación se produce en los puntos de apoyo y en la zona de los punzones de flexión y depende de la dureza del material, de la magnitud de la fuerza actuante y del radio de la punta del apoyo de flexión. Si la deflexión se mide por el movimiento del punzón de flexión con respecto a los apoyos, esta indentación aumenta aparentemente la deflexión medida y, por lo general, no se puede compensar con una corrección de la rigidez. Mediante el uso de un transductor de desplazamiento colocado en el centro, se compensa la indentación del punzón de flexión.
¿Qué me aporta un transductor de desplazamiento para la medición de la deflexión?
La medición directa de la deflexión con un transductor de desplazamiento colocado en el centro entre los apoyos es la medición más precisa que nos lleva de forma fiable a unos resultados de ensayo correctos.
Esta configuración de ensayo es necesaria tanto en el método Tipo 2 según la norma ASTM D 790 como para realizar mediciones correctas y precisas de conformidad con la norma ISO 178. Este es el caso, por ejemplo, cuando hay que preparar fichas técnicas o cuando hay que realizar comparaciones entre distintos laboratorios.
Alternativamente, las normas proporcionan escenarios para tareas sencillas de aseguramiento de la calidad en las que se permite la medición del recorrido del travesaño.
¿Qué debo tener en cuenta al usar un transductor de desplazamiento?
Un factor importante para obtener resultados de ensayo fiables y precisos es la influencia del transductor de desplazamiento sea mínima en el ensayo. El transductor de desplazamiento de ZwickRoell permite obtener resultados de ensayo fiables gracias al montaje fijo, una alineación y seguimiento axial exactos y un pequeño aumento en la fuerza de contacto que no afecta al curso del ensayo ni a los resultados.
También deben eliminarse las influencias de la deformación producidas por el bastidor de carga y la célula de carga. Los transductores de desplazamiento ZwickRoell evitan dichas influencias con el montaje directo en el puente de flexión.
El transductor de desplazamiento logra un alto nivel de precisión de medición, independientemente de la temperatura de ensayo. Y es que las desviaciones de precisión relacionadas con la temperatura se compensan automáticamente en todas las máquinas de ensayos de ZwickRoell.
¿Qué resultados obtengo con el ensayo de flexión?
El ensayo de flexión proporciona una curva de tensión-deformación y varios valores característicos como el módulo de flexión, el punto de fluencia y, si procede, el punto de rotura. Las normas suelen distinguir entre tres tipos de curvas a, b y c, y proporcionan una evaluación adecuada para cada una de ellas.
Se puede determinar un módulo de flexión para todos los tipos de curvas. Según la norma ISO 178, la medición tiene lugar en límites definidos entre el 0,05 % y el 0,25 % de tensión de flexión. La norma ASTM D 790 define la medición del módulo como secante (módulo de cuerda) o tangente.
Otros resultados son la tensión máxima de flexión, la tensión de rotura por flexión, la deformación de rotura por flexión, la deformación a la tensión máxima de flexión y, si procede, la tensión de flexión en el límite de flexión definido.
¿En qué se diferencia la medición del esfuerzo de flexión y deformación del ensayo de tracción?
A diferencia del ensayo de tracción, los esfuerzos de flexión no pueden determinarse simplemente a partir de la relación entre la fuerza y el área de la sección transversal. La deflexión aplicada a la probeta genera momentos de flexión y fuerzas de corte. El momento de flexión aumenta constantemente entre el apoyo y la punta de flexión, mientras que las fuerzas de corte permanecen constantes en esta área. En el ensayo de flexión en tres puntos, el momento de flexión más alto se produce directamente debajo de la punta de flexión. En el ensayo de flexión en 4 puntos, se produce un momento de flexión constante entre las puntas de flexión. Esta zona permanece libre de tensiones de cizalladura, lo que supone una ventaja de este método para los materiales con baja resistencia al cizallamiento.
