El diagrama tensión-deformación también se utiliza para determinar la capacidad de carga estática del acero para muelles. El diagrama tensión-deformación representa el comportamiento de la deformación del acero para muelles hasta la fractura durante el ensayo de tracción. Para el diseñador, el diagrama tensión-deformación es una especificación de diseño importante, ya que puede leer en este diagrama cuánta fuerza puede absorber la chapa de acero para muelles o el fleje de acero para muelles durante el conformado para la producción de muelles perfilados, pinzas para muelles, muelles de contacto y arandelas para muelles hasta que se deforme permanentemente.
Tabla de contenidos
Las fases del diagrama tensión-deformación
Con las cuatro fases del diagrama tensión-deformación se puede leer el límite de deformación elástica (límite elástico «Rp»), el límite de deformación plástica (resistencia a la tracción «Rm»), el rango de estrangulamiento y el límite de rotura.
En la fase de deformación elástica, el acero para muelles se estira proporcionalmente (línea recta de Hooke) a la tensión aplicada. Esta deformación también se denomina deformación lineal-elástica o proporcional. El porcentaje de alargamiento se muestra en el eje horizontal y la tensión correspondiente en el eje vertical. Este comportamiento de deformación de los materiales fue descrito ya en 1768 por el académico inglés Robert Hooke en la Ley de Hooke. Cuando se alcanza el máximo de deformación elástica en el que el acero para muelles vuelve a su posición original sin deformarse, se denomina punto de fluencia (Rp). El límite elástico es un límite flotante. Más allá de este punto de fluencia, la deformación sigue teniendo lugar en las fases posteriores, pero aquí la deformación es mayor que la tensión creciente, lo que da lugar a una deformación plástica y a un hundimiento hasta la fractura.
La tensión de prueba del 0,2 %
Hay materiales para muelles cuyo límite elástico no puede determinarse claramente. Esto se aplica sobre todo a los aceros inoxidables para muelles. Aquí, el límite elástico Rp0.2 se da como alternativa. Para ello, se traza una paralela a la recta de Hooke a una distancia de 0,2%. Esta tensión en la intersección corresponde al límite elástico Rp0.2 como sustituto del punto de fluencia.
Propiedades de los materiales
La resistencia a la tracción (Rm) es el parámetro de material más utilizado. Este valor es la base de todo cálculo de muelles y describe la capacidad de carga máxima de un acero para muelles. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el acero para muelles se deforma plásticamente incluso antes de alcanzar la resistencia a la tracción. El límite elástico (Rp) y la tensión de fluencia (Rp0,2) suelen figurar en las hojas de datos del fabricante o pueden solicitarse al fabricante del material.
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