Ensayo de elementos de unión y fijación

Como elementos de sujeción se entienden, en primer lugar, tornillos y tuercas de todas formas y variaciones. Las tuercas y los tornillos son uno de los elementos de conexión más importantes y de uso más extendido. Se emplean en la construcción de máquinas y equipos de gran complejidad, así como de vehículos y edificios. Dado que las tensiones mecánicas se concentran en dichas uniones, la integridad de los tornillos es extremadamente importante.

Existen varios métodos para el ensayo de tornillos y tuercas. Aquí se utilizan ensayos de tracción y dureza, así como ensayos de fatiga, ensayos de torsión o ensayos de flexión por impacto.

Además de cargas uniaxiales de tracción, los elementos de fijación se encuentran sometidos en la práctica a cargas de cizallamiento que pueden causar una rápida rotura de la unión. Por ello, hay que realizar ensayos de cizallamiento en piezas unidas o probetas. Esto afecta especialmente a las uniones remachadas, en cuyo caso la inducción de la carga es vital para que la carga por cizallamiento no sea influenciada por otras fuerzas colaterales que influyan negativamente sobre los resultados del ensayo. ZwickRoell especifica con sus clientes la aplicación concreta para la fijación adecuada de la probeta o del componente e incluso la fábrica individualmente. Los equipos de ensayo pueden ser simples o muy complejos, pero siempre cumplen con su objetivo.

Generalmente, los elementos de unión, además de estar sometidos a cargas estáticas, a menudo también se someten a cargas cíclicas. A este grupo de cargas también pertenecen las vibraciones. La forma más rápida y eficaz de realizar ensayos de fatiga es con un pulsador de alta frecuencia. En fijaciones especiales, se pueden aplicar cargas cíclicas con una carga superior de hasta 1000 kN en un rango de frecuencia de hasta aprox. 285 Hz. Gracias al accionamiento magnético que impulsa el sistema y la probeta por resonancia de forma controlada, este ensayo se realiza con un gasto mínimo de energía siendo por ello muy económico.

Con probetas en forma de H, las diferentes uniones se someten a cargas cíclicas de tracción-compresión combinadas; los elementos de unión se someten a cargas de cizallamiento. Un portaprobetas en forma de H distribuye en un primer paso las cargas sobre toda la estructura. Con un extensómetro, puede medirse cómo se dobla y se afloja de la estructura. Con los valores de la extensión, la máquina de ensayos, en este caso otro pulsador de alta frecuencia (Vibrophore), puede controlar las fuerzas o la extensión, según el tipo de ensayo.