Ensayos de fatiga dinámica
Una introducción
Una máquina de ensayos dinámicos realiza ensayos mecánicos de carga repetida. Mientras que una máquina de ensayos de tracción aplicaría una carga cuasiestática para medir el límite elástico y la resistencia a la tracción última hasta que la probeta alcance su punto de rotura o ruptura, una máquina de ensayos dinámicos normalmente somete a tensión un material dentro de su región elástica con cargas cíclicas hasta que la probeta falla debido a la fatiga. Los tipos de ensayos típicos incluyen fatiga de alto número de ciclos, fatiga de bajo número de ciclos, mecánica de la fractura incluyendo prefisura, fatiga termomecánica y ensayos simulados como calzado deportivo, autoinyectores o stents. Las máquinas de ensayos dinámicos utilizan diversas tecnologías, incluidos actuadores servohidráulicos, servomotores eléctricos y motores eléctricos lineales.
Máquina de ensayos dinámicos
Componentes y piezas
Los ensayos de fatiga se realizan en máquinas de ensayos dinámicos. Una máquina de ensayos dinámicos consta de un bastidor de ensayo equipado con una célula de carga, software de ensayo y mordazas y accesorios específicos para la aplicación, como extensómetros. El tipo de material que se ensaya determinará el tipo de accesorios necesarios, y una sola máquina puede adaptarse para ensayar cualquier material dentro de su rango de fuerza simplemente cambiando el utillaje.
Máquina de ensayos dinámicos
- Bastidor de carga
Los bastidores de carga de las máquinas de ensayos dinámicos pueden ser servohidráulicos, servoeléctricos o eléctricos lineales según su capacidad de fuerza y rendimiento dinámico. - Software
El software de ensayo es donde los operadores pueden configurar la máquina, crear métodos de ensayo, ejecutar el ensayo y exportar los resultados. - Célula de carga
La célula de carga es un transductor que mide la fuerza aplicada a la probeta de ensayo. Las Dynacell patentadas de Instron también incorporan acelerómetros para eliminar los errores en la carga introducidos por la inercia de los ensayos dinámicos de alta velocidad. - Mordazas y dispositivos
Está disponible una amplia gama de mordazas y dispositivos para probetas de diferentes materiales, formas y tamaños. - Medición de deformación
Algunos métodos de ensayo requieren la medición del alargamiento de una probeta bajo carga. Instron suministra varios dispositivos de contacto y sin contacto adecuados para la medición y el control de deformación dinámica.
Las máquinas de ensayos dinámicos están disponibles en una variedad de tamaños diferentes, capacidades de fuerza que van desde 1000 N hasta 5 MN y rendimiento dinámico de 1 Hz a 100 Hz. La mayoría de los ensayos dinámicos de baja fuerza se realizan en una máquina de motor eléctrico lineal, mientras que las aplicaciones de mayor fuerza requieren bastidores y actuadores servohidráulicos. Los sistemas ElectroPuls de Instron están disponibles en rangos de capacidad de 1000 N a 20 kN y pueden realizar una amplia gama de tipos de ensayos diferentes, incluidos tracción-tracción, tracción-compresión, compresión-compresión, fatiga en flexión y una amplia variedad de normas biomédicas. Los sistemas servohidráulicos de Instron están diseñados para ensayos de mayor capacidad de 25 kN a 5 MN para ensayar materiales más resistentes y componentes más grandes como aceros de alta resistencia y materiales compuestos avanzados.
Normas de ensayos dinámicos
Normas para ensayos de plásticos, elastómeros y metales
La mayoría de los ensayos dinámicos se realizan según normas establecidas publicadas por organizaciones de normalización como ASTM e ISO. Las normas de ensayo prescriben parámetros y resultados de ensayo aceptables para diferentes tipos de materias primas como metales, plásticos, elastómeros, textiles y materiales compuestos, así como para productos acabados como dispositivos médicos, piezas de automoción y productos electrónicos de consumo. Estas normas garantizan que los materiales y productos que entran en la cadena de suministro muestren propiedades mecánicas predecibles y no sean susceptibles de fallar en su uso final previsto. Dado que las implicaciones de coste y seguridad del fallo de un producto no pueden exagerarse, se recomienda a las empresas que inviertan en equipos de ensayo de alta calidad y precisos que estén diseñados para ayudarles a determinar fácilmente si sus productos cumplen o no las normas aplicables.
ASTM E647 / E399 / E1820
Los módulos Bluehill Fracture admiten todas las normas de ensayo comunes (ASTM, ISO y BS) para propagación de grietas, fractura dúctil y frágil, mediciones de longitud de grieta y geometrías de probetas. Los usuarios pueden realizar ensayos según normas predefinidas (p. ej., ASTM E647, ASTM E399, ASTM E1820, ISO 12135).
ISO 14801
Con una variedad de tamaños y geometrías de implantes, los implantes dentales angulados pueden montarse en un dispositivo de ángulo variable para realizar ensayos según la norma ISO 14801. El dispositivo debe garantizar que el montaje no restrinja excesivamente el implante ni genere grandes fuerzas laterales que puedan dañar la célula de carga o la máquina de ensayo. Los implantes dentales preangulados deben ensayarse en aire ambiente utilizando una frecuencia de 15 Hz.
ASTM F1717
El dispositivo de ensayo de columna vertebral de Instron está diseñado para cumplir los requisitos de la norma ASTM F1717-12. De conformidad con la norma, los bloques de UHMWPE se fijan al dispositivo de ensayo de columna vertebral. El diseño de los bloques puede variar según la aplicación clínica en la ubicación espinal prevista. La forma en que los bloques se conectan al dispositivo permite un grado de libertad al realizar ensayos de compresión en flexión, tracción en flexión y torsión.
Ajuste
Menos configuración, más ensayos
El ajuste basado en rigidez es un método revolucionario de ajuste de su sistema de ensayos de fatiga, que mejora la usabilidad de su máquina y ayuda a mejorar la precisión de sus datos. El nuevo proceso es sencillo para todos los usuarios y, sin realizar ciclos previos en la probeta, ayuda a que sus datos sean más fiables y repetibles.
Proceso más rápido
Ahorro de tiempo superior al 75 % mediante la técnica de ajuste patentada
Más accesible
El proceso sencillo genera confianza en el usuario y reduce la dependencia de expertos
Sin ciclos previos
Sin daños en la probeta antes del inicio del ensayo
Precisión mejorada
Un sistema perfectamente ajustado ayuda a garantizar datos fiables y picos precisos