Péndulo de Charpy

El péndulo de Charpy es un péndulo ideado por Georges Charpy que se utiliza

en ensayos para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de

impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo

cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial

del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida

en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía

absorbida en el área debajo de la curva de carga, desplazamiento que se

conoce como resiliencia.

Fórmula

La energía absorbida en el impacto por la probeta usualmente se calcula como

la diferencia de alturas inicial y final del péndulo, esto supone, obviamente

despreciar algunas pérdidas por rozamiento). La fórmula de cálculo para la

energía de impacto es:

Donde:

τ es la energía empleada en la rotura en Joules

P es la masa del péndulo en Kg

g es la gravedad (9,8 m/s²)

h es la altura inicial del péndulo

h' es la altura final del péndulo

 :l es la longitud del péndulo en metros

α y β son los ángulos que forma el péndulo con la vertical antes y después de

soltarlo, respectivamente.

Historia

En 1896 S. B. Russell introdujo la idea de la energía de fractura residual e ideó

un ensayo de fractura con péndulo. Las pruebas iniciales de Russell midieron

muestras sin tallar. En 1897 Frémont introdujo una prueba que trataba de medir

el mismo fenómeno usando una máquina de resorte. En 1901 George charpy

propuso un método estandarizado que mejoraba el de Russell rediseñando un

péndulo, con muestras entalladas y, en general dando especificaciones

precisas.

Hoy en nuestra sección de “Experimentos de física” os dejamos un nuevo

vídeo en el que podréis ver en qué consiste el ensayo de impacto (Péndulo

Charpy).

En la ingeniería de materiales, para medir la tenacidad de un material, es

decir, la energía que absorbe el material al producirse su rotura, se utiliza

el péndulo Charpy.

El funcionamiento el péndulo Charpy es sencillo, se lanza desde una altura

(h1) una masa atada a una barra que gira en torno a un eje, choca contra una

muestra del material, lo rompe, y sigue subiendo hasta otra altura (h2). Por

tanto, se puede concluir por la ley de la conservación de la energía, que la

energía que absorbe el material en su rotura es la energía que tiene la masa

antes de soltarla (en h1), menos la energía que tiene la masa cuando llega a la

altura h2.

En este video podéis ver todo el proceso de preparación de un ensayo de

impacto para medir la tenacidad de un material.

http://www.experimentosnuevos.com/2011/10/ensayo-de-impacto-pendulo-

charpy/