La prueba de compresión por deformación plana es una prueba especializada que se utiliza en algunos materiales que van desde metales [1] hasta suelos. [2]
Una variante de la prueba también se conoce como prueba de Watts-Ford . Es una prueba de ingeniería y es una forma particularmente especializada de determinar algunas de las características materiales del metal que se está probando. Su especialización se puede resumir con esta cita:
La prueba es útil cuando las piezas de chapa son demasiado pequeñas para una prueba de tracción de un ensayo biaxial equilibrado. Puede dar curvas de tensión-deformación hasta deformaciones considerablemente más altas que las pruebas de tracción. [3]
La prueba de compresión por deformación plana se utiliza normalmente para medir propiedades mecánicas y explorar el desarrollo de la microestructura en el curso del tratamiento termomecánico. [4] Durante la prueba, la muestra se coloca entre los punzones y las placas de contención. Cuando se empuja el punzón superior hacia abajo durante la prueba del material, la muestra se extiende en direcciones horizontales. La fricción entre la herramienta y la muestra se puede reducir aplicando lubricantes, como grafito, MoS2, vidrio o PTFE (teflón). [5]
La prueba consiste básicamente en comprimir una barra fina de metal mediante dos tiras de compresión de igual ancho, situadas en lados opuestos de la barra fina. A continuación, a lo largo de un rango de cargas crecientes sobre la barra, las fuerzas de compresión hacen que el espesor de la barra metálica se reduzca. Este cambio de espesor se mide secuencialmente después de cada carga y, tras algunos cálculos matemáticos, se puede trazar una curva de tensión-deformación .
Las ventajas de la prueba de Watts-Ford son que es conveniente para probar láminas o tiras delgadas, es similar a un proceso de laminación (en análisis de fabricación), se pueden minimizar los efectos de fricción, no hay "barrilado" como ocurriría en una prueba de compresión cilíndrica y la deformación por deformación plana facilita el análisis.
Curva de tensión-deformación
La curva de esfuerzo-deformación es la relación entre el esfuerzo (fuerza por unidad de área) y la deformación (compresión/estiramiento resultante, conocido como deformación) que presenta un material en particular; las curvas de esfuerzo-deformación de varios materiales difieren ampliamente, y diferentes ensayos de tracción realizados en el mismo material arrojan resultados diferentes dependiendo de la temperatura de la muestra y la velocidad de la carga. Al realizar ensayos de Watts-Ford, las temperaturas de las muestras de metal variarán de 800 a 1100 °C y las velocidades de deformación de (0,01- 10 s-1). [6]
Presión
La presión media sobre una unidad de área de la superficie de contacto entre el punzón y la muestra se expresa como: P = F/(wb), donde F es la fuerza, w es el ancho del punzón, b es el ancho de la muestra. [4]