¿Qué es un tensómetro?
Un tensómetro es un dispositivo utilizado para determinar la respuesta de un material a diversas deformaciones, llamadas cargas. La cantidad de estiramiento que tiene un material cuando está bajo tensión proporciona información importante sobre la resistencia a la tracción y la resistencia a la fatiga del material. Los dispositivos de tensiómetro se usan habitualmente en la industria de fabricación para garantizar que las piezas cumplan con los requisitos de resistencia y resistencia necesarios.
Los dispositivos de tensiómetro consisten en dos agarres que sostienen una sección de material de prueba en su lugar. Estos agarres se utilizan para aplicar una fuerza de tracción o compresión, llamada carga, a la pieza de prueba. Los instrumentos de tensómetro pueden crear la fuerza mediante el uso de un tornillo o un ariete hidráulico, que funcionan con medios mecánicos o eléctricos.
Las cámaras selladas se pueden usar para alojar un tensómetro. Esta configuración permite la prueba de las características de deformación de un material bajo temperaturas y presiones específicas. Esto es crítico para probar metales utilizados en aviones y submarinos, que pueden experimentar cambios drásticos en la presión atmosférica. Las cámaras también son útiles para probar materiales que estarán expuestos a rangos de alta temperatura.
Los resultados precisos de los dispositivos tensiómetros dependen de la calidad de la pieza de prueba. Cualquier defecto que se cree durante el proceso de corte puede sesgar los resultados de la prueba y provocar fallas prematuras bajo tensión. Incluso la menor inconsistencia de la superficie puede agrandarse rápidamente y extenderse bajo tensión, lo que lleva a fracturas tempranas y fatiga del metal. Este es el mismo proceso que hace que los remaches y las láminas de metal mal producidas se fatiguen y fallen en los aviones cuando se exponen repetidamente al estrés de la presión atmosférica.
Los resultados producidos por los instrumentos de tensómetro proporcionan carga en función de la extensión. A partir de estos datos, junto con el área de la sección transversal de la pieza de prueba, se puede trazar una curva de tensión-deformación. Esta curva es única para cada material y proporciona medidas clave. Estas medidas incluyen el límite elástico del material, el límite de proporcionalidad, el límite elástico y la resistencia final.
Los tensiómetros permiten a los ingenieros determinar el módulo de Young para el material que se está probando. El módulo de Young representa la pendiente lineal inicial de la curva de tensión-deformación de un material, definida como la resistencia a la tracción dividida por la deformación a la tracción. La resistencia a la tracción se determina dividiendo la fuerza aplicada por el área de la sección transversal de la pieza de prueba. La tensión de tracción representa la cantidad de estiramiento producido, dividido por la longitud original de la pieza de prueba. Los materiales expuestos a una fuerza dentro del módulo de Young, la porción lineal inicial de la curva de esfuerzo-deformación, volverán a su estado original después de que se elimine la carga.
El punto en el que la línea de tensión-deformación de un material comienza a curvarse representa el límite elástico del material. La tensión causada por cargas superiores a este límite dará como resultado una deformación permanente del material, evitando que vuelva a su estado original cuando se retire la carga. La fuerza máxima, o tensión, absorbida por el material representa su máxima resistencia. Esto podría o no ser igual a la resistencia a la fractura del material.