Departamento de Ciencia de Materiales
 

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Universidad Politécnica de Madrid
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Ensayos Mecánicos

La caracterización de mecánica de materiales (tracción, compresión, fractura, flexión, ...) requiere una amplia gama de técnicas experimentales para determinar su comportamiento bajo diversos tipos de solicitaciones (monótonas o cíclicas, uniaxiales o multiaxiales) y condiciones ambientales (temperatura, humedad, etc.). El Laboratorio de Ensayos Mecánicos del Departamento de Ciencia de Materiales dispone de 14 máquinas de ensayos mecánicos servocontroladas, que junto con diversos equipos adicionales y cámaras ambientales, permiten caracterizar el comportamiento mecánico de todo tipo de materiales (cerámicos, compuestos, biomateriales, muestras biológicas, hormigones, rocas, metales, polímeros, ...) sometidos a acciones mecánicas, térmicas y ambientales muy diversas. Las posibilidades más relevantes del laboratorio de Ensayos Mecánicos son las siguientes:

Ensayos mecánicos convencionales bajo solicitaciones mecánicas diversas (tracción, compresión, fractura, fatiga, etc.). Los equipos disponibles permiten realizar ensayos mecánicos uniaxiales o biaxiales bajo cargas monótonas y cíclicas. Las distintas células de carga disponibles permiten medir con precisión fuerzas desde 1 gramo hasta 100 toneladas. El laboratorio también dispone de un equipo para realizar ensayos de fricción y desgaste así como una micromáquina para realizar ensayos mecánicos dentro del microscopio electrónico de barrido.

La instrumentación de los ensayos se lleva a cabo mediante un amplio rango de sistemas de extensometría convencional (extensómetros resistivos y capacitivos, LVDT), y avanzada. Entre estos últimos cabe destacar los extensómetros ópticos y láser que permiten medir desplazamientos desde el exterior de las cámaras de ensayos sin entrar en contacto con la probeta. También se dispone de un telescopio de larga distancia focal que permite observar los micromecanismos de deformación y rotura sobre la superficie de la probeta durante los ensayos.

Ensayos a temperaturas extremas. En nuestro laboratorio disponemos de cámaras ambientales y hornos que permiten realizar ensayos mecánicos entre –196ºC y 1700ºC.

Ensayos de impacto. La caracterización de las propiedades mecánicas de materiales bajo condiciones de impacto y penetración requiere un conjunto de técnicas experimentales particulares. El laboratorio dispone de dos barras Hopkinson para determinar las propiedades mecánicas de materiales en tracción y compresión a alta velocidad de deformación y alta temperatura, así como de una máquina de caída libre para estudiar el comportamiento a velocidades de solicitación intermedias. También se dispone de un cañón de gas que permite dispara fragmentos de 1.1 g hasta una velocidad de 800 m/s. La instrumentación de los ensayos se realiza con bandas extensométricas y 4 cámaras CCD de alta velocidad.

Ensayos en ambientes controlados. El comportamiento mecánico de los materiales depende del medio ambiente en que se encuentran, y la interacción del medio con las solicitaciones mecánicas puede multiplicar los efectos de ambos. El Departamento de Ciencia de Materiales dispone de una amplia gama de cámaras ambientales que permiten realizar ensayos mecánicos bajo diversas condiciones ambientales: Ultra alto vacío (hasta 10–8 tor), pequeñas presiones parciales de un gas (medidas con un espectrómetro de masas cuadrupolar), líquidos corrosivos, suero fisiológico (para el estudio de muestras biológicas), humedad y temperatura controladas, etc.