En ingeniería mecánica y ciencia de los materiales , una entalla se refiere a un defecto en forma de V, de U o semicircular introducido deliberadamente en un material plano. En los componentes estructurales, una entalla provoca una concentración de tensión que puede dar lugar a la iniciación y el crecimiento de grietas por fatiga . Las entallas se utilizan en la caracterización de materiales para determinar propiedades relacionadas con la mecánica de fracturas, como la tenacidad a la fractura y las tasas de crecimiento de grietas por fatiga.
Las entallas se utilizan comúnmente en pruebas de impacto de materiales donde es necesaria una grieta morfológica de un origen controlado para lograr una caracterización estandarizada de la resistencia a la fractura del material. La más común es la prueba de impacto Charpy , que utiliza un martillo de péndulo (percutor) para golpear una muestra con entalla horizontal. La altura de su posterior oscilación se utiliza para determinar la energía absorbida durante la fractura. La prueba de resistencia al impacto Izod utiliza una muestra vertical con entalla circular en una configuración en voladizo . La prueba Charpy se lleva a cabo con entallas en U o V mediante las cuales el percutor entra en contacto con la muestra directamente detrás de la entalla, mientras que el método Izod, ahora en gran parte obsoleto, implica una entalla semicircular orientada hacia el percutor. Las muestras con entalla se utilizan en otros protocolos de caracterización, como pruebas de tracción y fatiga .
El tipo de entalla que se introduce en una muestra depende del material y de la caracterización empleada. Para las pruebas estandarizadas de tenacidad a la fractura mediante el método de impacto Charpy, las dimensiones de la muestra y de la entalla se toman con mayor frecuencia de la norma estadounidense ASTM E23 o de la norma británica BS EN ISO 148-1:2009. Para todos los tipos de entalla, un parámetro clave para determinar la concentración de tensión y la falla en materiales entallados es la curvatura o el radio de la punta de la entalla. [1]
Las entallas en forma de V con punta afilada se utilizan a menudo en pruebas de tenacidad a la fractura estándar para materiales dúctiles , polímeros y para la caracterización de la resistencia de la soldadura. La aplicación de dichas entallas para aceros duros es problemática debido a la sensibilidad a la alineación de los granos, por lo que se pueden aplicar pruebas de torsión para dichos materiales.
La entalla AU es una entalla alargada que tiene una punta redondeada, más profunda que ancha. Esta entalla también se conoce como entalla C y es la forma más utilizada de entalla, debido a la repetibilidad de los resultados obtenidos a partir de muestras con entalla. Correlacionar el rendimiento de la entalla U con el equivalente de la entalla V es un desafío y se lleva a cabo caso por caso; no existe una correlación estandarizada entre los valores de rendimiento obtenidos con los dos tipos de entalla. [2]
Una entalla en forma de ojo de cerradura se considera típicamente como una ranura que termina en un orificio de un radio determinado. Este tipo de entalla es el que se considera con mayor frecuencia en los modelos numéricos. [3] Los resultados de tenacidad a la fractura obtenidos a partir de pruebas de entalla en forma de ojo de cerradura suelen ser superiores a los obtenidos a partir de muestras con entalla en V o previamente agrietadas.
