ENSAYO DE FLEXIÓN
Una introducción

Las pruebas de flexión se realizan normalmente según ISO, ASTM u otras normas reconocidas, que prescribirán variables como la velocidad de ensayo requerida y las dimensiones de la muestra. Por lo general, las muestras son rígidas y pueden estar hechas de diversos materiales como plástico, metal, madera y cerámica. Las formas más comunes son las barras rectangulares y las muestras cilíndricas.

Una prueba de flexión produce esfuerzo de tracción en el lado convexo de la muestra y tensión de compresión en el lado cóncavo. Esto crea una zona de tensión de cizallamiento a lo largo de la línea media. Para garantizar que el fallo primario se produzca por esfuerzo de tracción o compresión, la tensión de cizallamiento debe minimizarse controlando la relación vano/profundidad: la longitud del vano exterior dividida por la altura (profundidad) de la muestra. Para la mayoría de materiales, una S/d=16 es aceptable. Algunos materiales requieren una S/d=32 a 64 para mantener la tensión de cizallamiento lo suficientemente baja.

La tensión máxima de la fibra y la deformación máxima se calculan para incrementos de carga. Los resultados se representan en un diagrama de tensión-deformación. La resistencia a la flexión se define como la tensión máxima en la fibra más externa. Este parámetro se calcula en la superficie de la muestra en el lado convexo o de tensión. El módulo de flexión se calcula a partir de la pendiente de la curva de tensión frente a deflexión. Si la curva no presenta ninguna región lineal, se ajusta una secante a la curva para determinar la pendiente.

Los valores calculados, como la fuerza máxima y la extensión máxima, pueden registrarse igual que en un ensayo normal de tracción o compresión, basándose en las lecturas de la célula de carga y la extensión. Los valores de tensión y deformación se calculan de forma diferente, ya que incorporan el vano del soporte de la fijación flexible y el vano de carga (para pruebas de flexión en 4 puntos). Es tan importante registrar estas mediciones como registrar correctamente las dimensiones de la muestra. Una vez que estos valores se introducen en Bluehill Universal, los cálculos como el módulo de flexión se ejecutan automáticamente cuando se solicitan.

Materiales habituales

Polímeros

Los polímeros se prueban normalmente con un ensayo de flexión a 3 puntos. La deflexión de la muestra suele medirse por la posición de la cruceta, y los resultados del ensayo incluyen la resistencia a la flexión y el módulo de flexión.

Madera y composites

La madera y los composites se prueban con mayor frecuencia con el ensayo de curvatura a 4 puntos. La prueba a 4 puntos requiere un deflectómetro que mida con precisión la desviación de la muestra en el centro del vano de soporte. Los resultados del ensayo incluyen la resistencia a la flexión y el módulo de flexión.

Materiales frágiles

Cuando se realiza un ensayo de flexión a 3 puntos en un material quebradizo como la cerámica o el hormigón, la resistencia a la flexión se denomina a menudo módulo de ruptura (MOR, por sus siglas en inglés). Este ensayo sólo proporciona datos de resistencia a la flexión, no de rigidez (módulo). El ensayo de 4 puntos también puede utilizarse en materiales frágiles, aunque en estos casos la alineación de los yunques de apoyo y de carga es crítica, y el dispositivo de ensayo para estos materiales suele tener yunques autoalineables.