Resiliencia (ingenieria)

Archiu:Charpy couteau. caps block 0

Péndola de Charpy

En resistència de materials, es diu resiliencia d'un material a l'energia de deformació (per unitat de volum) que pot ser recuperada d'un cos deformat quan cessa l'esforç que causa la deformació. La resiliencia és igual al treball extern realisat per a deformar un material fins al seu llímit elàstic:

Per a una probeta de material elàstic llineal somesa a tensió axial uniforme:

a on:

$A,L,V=AL$ són l'àrea travessera, la llongitut i el volum respectivament de la probeta.

${\sigma }_e$ la tensió de llímit elàstic.

$E$ el mòdul d'elasticitat del material.

En térmens simples és la capacitat de memòria d'un material per a recuperar-se d'una deformació, producte d'un esforç extern.

Relació entre resiliencia i tenacitat

Relació entre l'esforç i la deformació. La resiliencia és l'àrea baixe la curva en la zona verda.

Es diferencia de la tenacitat en que esta quantifica la cantitat d'energia almagasenada pel material abans de trencar-se, mentres que la resiliencia solament dona conte de l'energia almagasenada durant la deformació elàstica. La relació entre resiliencia i tenacitat és generalment monòtona creixent; és dir, quan un material presenta major resiliencia que un atre, generalment presenta major tenacitat. No obstant, dita relació no és llineal.

La tenacitat correspon a l'àrea baixe la curva d'un ensaig de tracció entre la deformació nula i la deformació corresponent al llímit de trencament (quan el material es trenca).

La resiliencia és la capacitat d'almagasenar energia en el periodo elàstic, i correspon a l'àrea baixe la curva de l'ensaig de tracció entre la deformació nula i el llímit de proporcionalitat elàstica del material. Açò significa que la resiliencia és la propietat que representa la capacitat d'un material de recuperar la seua forma després de sofrir una deformació

Medició de la resiliencia d'un material

La quantificació de la resiliencia d'un material es determina per mig d'ensaig pel método Izod o el péndola de Charpy, resultant un valor indicatiu de la fragilitat o la resistència als chocs del material ensajat. Un elevat grau de resiliencia és característic dels acers austeníticos, acers en alt contingut d'austenita. En acers al carbono, els acers suaus (en menor contingut percentual de carbono), tenen una major resiliencia que els acers durs.

Per a un material elàstic llineal, la resiliencia pot ser calculada per mig de l'equació:

A on ${\sigma }_y$ és la tensió de fluencia o llímit elàstic i $ϵ$ és la deformació corresponent a dit llímit elàstic. O en térmens de l'energia absorbida en l'impacte i la secció de trencament o final com:

A on $E_a$ representa l'energia absorbida en l'impacte, que resulta ser la mateixa que l'energia potencial que pert la péndola, en un ensaig en el péndola de Charpy, i que pot ser calculada, per tant, coneixent la diferència entre l'altura inicial de caiguda de la péndola i l'altura que alcança la péndola posteriorment a l'impacte.

Bibliografia

• Franklin E. Fisher (2006). «Chapter 15: Stress analysis», Myer Kutz (ed.). Mechanical Engineers' Handbook: Materials and mechanical design, 3ª edició (en anglés), John Wiley & Sons, Inc.