# Ensayos mecánicos ## Introducción Los ensayos mecánicos son procedimientos experimentales que permiten conocer el comportamiento de los materiales cuando se someten a diferentes tipos de cargas. Estos ensayos proporcionan magnitudes cuantificables (fuerza, deformación, número de ciclos, etc.) que se utilizan para diseñar piezas, seleccionar materiales y garantizar la seguridad y funcionalidad de componentes en ingeniería. > Definición: Un ensayo mecánico es una prueba controlada que aplica cargas y registra respuestas (fuerza, deformación, rotura) para caracterizar propiedades mecánicas de un material. ## Clasificación general (resumen) - Ensayos estáticos: tracción, compresión, flexión, cizalladura, torsión. Aplican cargas que aumentan lentamente. - Ensayos dinámicos: fatiga, impacto. Aplican cargas alternantes, cíclicas o de alta velocidad. Did you know que la mayoría de las fallas en componentes reales se deben a fatiga y no a sobrecargas instantáneas? ## Ensayo de tracción ### Objetivo Determinar la **resistencia a rotura**, **límite elástico**, **alargamiento** y **estricción** de una probeta al someterla a una fuerza axial creciente. > Definición: En el ensayo de tracción se aplica una fuerza axial creciente hasta la rotura para medir esfuerzos y deformaciones en la dirección del eje. ### Probeta y montaje - Probeta: barra de sección uniforme con extremos planos para su sujeción, con una longitud calibrada entre dos marcas donde se mide el alargamiento. - Montaje: se aplica un esfuerzo axial creciente en la dirección del eje de la probeta. ### Mediciones y resultados - Alargamiento en mm entre las marcas. - Fuerza en N aplicada por la máquina. - Gráfica típica: $F(N)$ frente a $L(\text{mm})$ o esfuerzo $\sigma$ frente a deformación $\varepsilon$. ### Aplicaciones prácticas - Selección de materiales para vigas, ejes y elementos sometidos a tracción. - Verificar que una pieza cumpla con especificaciones de diseño. Fun fact: El límite elástico se puede definir con distintos criterios; uno muy usado en metales es el esfuerzo que provoca una deformación permanente de $0{.}2\%$. ## Ensayo de compresión ### Objetivo Evaluar el comportamiento de materiales ante cargas de compresión: aparición de roturas, grietas y deformaciones permanentes. > Definición: En el ensayo de compresión se aplica una carga que tiende a acortar la probeta y se observan fallos como aplastamiento o pandeo. ### Probeta y proceso - Probeta típica: cilindro cuya altura es menor que el triple del diámetro (altura $<3\times$ diámetro). - Resultado: deformación, fisuración y modos de fallo característicos (aplanamiento, pandeo en piezas esbeltas). ### Aplicaciones prácticas - Caracterizar comportamiento de pilares, elementos de apoyo y materiales cerámicos o compactados. ## Ensayo de flexión ### Objetivo Determinar la resistencia a flexión, la existencia de fisuras y el límite de elasticidad bajo solicitación que genera tracción y compresión en la misma pieza. > Definición: El ensayo de flexión somete una probeta apoyada en dos puntos a una carga en el centro (o cargas distribuidas) y mide la deformación vertical (flecha) y la aparición de fisuras. ### Proceso y resultados - Disposición: probeta apoyada en dos apoyos con fuerza central (ensayo de tres puntos). - Concepto clave: **fibra neutra**, región sin deformación longitudinal en la sección que separa zonas a tensión y compresión. - Resultado medido: flecha (desplazamiento vertical) y momento de rotura. ### Aplicaciones prácticas - Diseño de vigas, escuadras y elementos sometidos a cargas transversales. ## Ensayo de torsión ### Objetivo Medir la resistencia a torsión aplicando un momento torsor creciente hasta rotura. > Definición: El ensayo de torsión aplica un momento que provoca giros opuestos en los extremos de la probeta, generando esfuerzos cortantes distribuidos en la sección. ### Probeta y proceso - Probeta de sección circular preferida; extremos cuadrados o p