Medida de KIC

Integridad Estructural Mster en Ingeniera de las Estructuras, Cimentaciones y Materiales

Curso 2013/2014

PLANTEAMIENTO LOCAL: MEDIDA DE LA TENACIDAD DE FRACTURA

KIC

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Introduccin: hemos planteado un nuevo

criterio de rotura

ageometrafuncinKremota

a

s

s

x2

K

fis

KI KIC

SE CALCULA SE MIDE ?

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Objetivo: aprender cmo se mide la tenacidad de

fractura, es decir, KIC.

NDICE:

Aspectos fenomenolgicos

Efecto de la temperatura y la velocidad de deformacin Efecto del espesor (triaxialidad)

Medida normalizada (ASTM) Tipos de probeta Orientacin de probeta Preparacin de la entalla Ensayo Validacin

Algunos valores de KIC

Ejemplo

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ASPECTOS FENOMENOLGICOS:

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y LA

VELOCIDAD DE DEFORMACIN

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Empecemos con la temperatura. Si medimos KIC

en funcin de la temperatura

KIC

Temperatura TC

Clivaje Crecimiento y coalescencia de huecos

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El motivo es de carcter microestructural:

KIC

Temperatura TC

Frontera de grano

Planos de clivaje Propagacin

s s s

s s s

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Este efecto tambin se aprecia incluso en roturas

de traccin simple

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La velocidad de deformacin tiene una influencia

anloga:

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De esta forma, la velocidad de deformacin

equivale a un cambio de escala en la temperatura:

KIC

Temperatura

Velocidad de deformacin

+ frgil - frgil

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ASPECTOS FENOMENOLGICOS:

INFLUENCIA DEL ESPESOR

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El espesor origina una variacin (aparente) de KIC:

KIC

Espesor

Zona de

peligro

TENSIN PLANA DEFORMACIN PLANA

Hay que medir KIC en

DEFORMACIN PLANA

(lado de la seguridad)

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El motivo est en el estado tensional:

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El tamao de la zona en proceso de fractura es distinto:

2

e

I

P*

K

rr

s

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En una pieza normal, el perfil tiene ms o menos

el siguiente aspecto:

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MEDIDA DE KIC (ASTM E399 Y E 1820):

TIPOS DE PROBETA

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Tipos de probeta: los mismo que para medir R

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Probeta TPB:

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Probetas compacta y tipo disco:

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MEDIDA DE KIC (ASTM E399 Y E 1820):

ORIENTACIN DE PROBETA

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Se debe tener en cuenta en qu direccin se

desea conocer KIC:

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MEDIDA DE KIC (ASTM E399 Y E 1820):

PREPARACIN DE LA ENTALLA

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La preparacin de la entalla est estrictamente regulada. Se

debe crecer mediante un ciclo de fatiga normalizado:

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MEDIDA DE KIC (ASTM E399 Y E 1820):

ENSAYO

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Se ensaya la probeta hasta rotura controlando la abertura de la

entalla (CMOD: crack mouth opening displacement)

CMOD

CM

OD

a

a W

W

a=a/W

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La carga crtica se obtiene a partir de la carga mxima del

ensayo:

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MEDIDA DE KIC (ASTM E399 Y E 1820):

COMPROBACIONES

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El valor de a se obtiene a partir de la probeta rota. Si la forma

no es correcta, puede invalidar el ensayo:

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La probeta debe ser suficientemente comparada con la zona

plstica:

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ALGUNOS VALORES DE KIC

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Resumen

La tenacidad de fractura (KIC) es una propiedad del material que debe medirse (como sy o su)

Est afectada por los mismos parmetros de la energa de fractura: temperatura, velocidad de deformacin y espesor.

La norma ASTM especifica cmo debe realizarse en ensayo.