¿Qué es una Máquina Universal de Ensayos?
Las máquinas universales de ensayos son dispositivos que aplican esfuerzos de tracción, compresión, flexión, torsión y otros a diversos materiales, como plásticos, cerámica, metales, madera y hormigón, para determinar cuantitativamente su resistencia, dureza y otras propiedades físicas.
Las máquinas universales de ensayos realizan ensayos estáticos. El ensayo estático es un método de ensayo en el que se aplica lentamente una fuerza a una probeta y se detiene la carga después de cada carga constante o deformación constante, y se miden la deformación y la tensión de la probeta para determinar su resistencia.
Los ensayos estáticos incluyen ensayos de tracción, flexión, compresión, torsión y pelado. Existen máquinas de ensayos específicas para cada uno de ellos, y las máquinas universales de ensayos puedenrealizar estos ensayos estáticos en una sola unidad sustituyendo la plantilla.
Usos de las Máquinas Universales de Ensayos
Las máquinas universales de ensayos pueden realizar una gran variedad de ensayos en una amplia gama de materiales mediante el cambio de mordazas y plantillas. Los datos obtenidos de las máquinas universales de ensayos no sólo son útiles para el desarrollo de materiales y productos en los fabricantes, etc., sino que también son esenciales para el control de calidad y la garantía de seguridad de los productos fabricados en serie.
Las normas de ensayo se definen según la industria y el producto, y los fabricantes deben cumplir los métodos de ensayo y los métodos de procesamiento de datos basados en las normas respectivas. Las principales aplicaciones de las máquinas universales de ensayos son:
1. Industria Pesada
En los últimos años, los plásticos reforzados con fibra de carbono y los plásticos reforzados con fibra de vidrio han sustituido cada vez más a los materiales metálicos en la industria pesada, como la aeronáutica y la automovilística, con el fin de satisfacer la demanda de menor peso y mayor funcionalidad. Aunque se sustituya el metal por plásticos compuestos, siempre hay que garantizar una resistencia y durabilidad basadas en normas. Para estas evaluaciones se utilizan máquinas universales de ensayos.
Además, especialmente en el sector de la automoción, es importante medir la resistencia no de los componentes individuales, sino de los módulos combinados. Para que esto sea posible, se están desarrollando máquinas universales de ensayos con capacidades de medición avanzadas.
2. Sector de la Construcción
El mortero de hormigón y la madera se utilizan habitualmente en el sector de la construcción. En los últimos años, las máquinas universales de ensayos también se han utilizado para la evaluación de métodos antifisuración para la reparación de hormigón deteriorado. Las probetas de ensayo en este campo suelen ser de gran tamaño, por lo que se han desarrollado varios tamaños de máquinas universales de ensayo para adaptarse al tema.
3. Otros
Algunas máquinas universales de ensayos son lo suficientemente compactas como para permitir la evaluación de materiales blandos y quebradizos. Utilizando plantillas especiales, las máquinas universales de ensayos se utilizan para medir el coeficiente de fricción de productos finos, como las películas industriales, y para probar la resistencia a la perforación de los materiales de embalaje.
Principio de las Máquinas Universales de Ensayos
Una máquina universal de ensayos es un instrumento que aplica una carga a un objeto de ensayo e investiga las propiedades del material en función de la magnitud de la fuerza aplicada al objeto de ensayo en ese momento, es decir, la relación entre tensión y deformación. El equipo consta de dos partes principales.
En concreto, hay dos componentes principales: el travesaño, que es la parte móvil, y la plantilla que sujeta la probeta entre el travesaño y la mesa. La plantilla puede sustituirse, y pueden aplicarse diversas tensiones, como tensión, flexión y compresión, combinando el tipo de plantilla y el movimiento de la cruceta.
Al hacerlo, el esfuerzo es detectado por un sensor denominado célula de carga instalado en el lado del travesaño y la deformación es detectada por un extensómetro.
Más Información sobre Máquinas Universal de Ensayos
1. Ensayo de Tracción
Cuando se tira de una probeta hacia fuera por ambos extremos, el material se alarga proporcionalmente a la tensión. Si se continúa ejerciendo la fuerza, la relación proporcional entre la tensión y la deformación se rompe y el aumento de la tensión se hace más lento, lo que constituye el límite elástico.
Si se continúa con la carga, la tensión aumenta aún más y el material alcanza su límite, que es el punto de ruptura. Esto se denomina punto de ruptura. Las máquinas universales de ensayos pueden medir la tensión y la deformación en los puntos de fluencia y rotura.
2. Ensayo de Flexión
Ensayo en el que se aplica una fuerza de flexión a una probeta y se miden la tensión y la deformación en ese momento. Existen dos tipos de ensayo de flexión: el ensayo de flexión en tres puntos, en el que se aplica una carga en el centro de la probeta apoyando ambos extremos de la misma, y el ensayo de flexión en cuatro puntos, en el que se aplica la misma carga a distancias iguales desde los puntos de vista de ambos extremos.
En el ensayo de flexión en tres puntos, el ensayo se realiza empujando el centro de la probeta sobre un soporte.
3. Ensayo de Compresión
Los ensayos de compresión, también conocidos como ensayos de resistencia a la presión, miden la deformación cuando se fija una probeta a una máquina de ensayos y se aplica una carga desde arriba. El ensayo se suele realizar aplicando una carga hasta que la probeta se rompe, y al romperse pueden salir despedidos fragmentos de la probeta.
Los sensores de contacto, como las galgas extensométricas, pueden resultar dañados, por lo que se recomiendan los sensores de deformación sin contacto, como las cámaras CCD.