Tenacidad de fractura dinámica de iniciación a diferentes velocidades de solicitación: técnicas experimentales

Abstract

En esta investigación se presentan diversos dispositivos experimentales diseñados para la realización de ensayos de tenacidad de fractura a diferentes velocidades de solicitación. Se realizan ensayos de flexión en tres puntos de probetas normalizadas (ASTM E399) empleando una máquina servohidráulica, una torre de caída, una barra Hopkinson modificada y un dispositivo especialmente diseñado para trabajar con cargas explosivas. Para poder validar dichos dispositivos experimentales, se realizan estos ensayos sobre un material independiente de la velocidad de deformación; dicho material es la aleación de aluminio 7017-T73. Todos los ensayos realizados sobre dicha aleación dieron el mismo valor de tenacidad de fractura dinámica de iniciación; por lo tanto, los dispositivos experimentales diseñados se consideraron válidos para este fin. Una vez validada la técnica experimental, se llevan a cabo ensayos de flexión en tres puntos en un material dependiente de la velocidad de deformación. Por lo tanto, los dispositivos experimentales diseñados fueron utilizados para determinar la tenacidad de fractura dinámica de iniciación del acero Mars 240. Los resultados obtenidos muestran que, en el caso de este acero, la tenacidad de fractura dinámica de iniciación aumenta con la velocidad de solicitación. ---------- ABSTRACT---------- The design and development of different experimental devices for the purpose of performing fracture toughness tests at different loading-rates are presented. Three-point bending tests of pre-fatigued standard specimens (ASTM E399) were carried out employing a servo-hydraulic universal testing machine, a free-drop tower, a modified Split Hopkinson Pressure Bar and an explosive load transferring device. A rate-independent alloy, a 7017-T73 aluminium alloy, was selected in order to validate such devices. All of the 7017-T73 aluminium alloy experiments provided the same value of the dynamic fracture-initiation toughness. Therefore, the developed devices were validated and considered suitable for such a purpose. Fracture toughness test of a rate-dependent armour steel, a Mars240 steel, employing the developed devices, were performed in order to determine the evolution of the dynamic fracture-initiation toughness with the loading-rate. In this case, the dynamic fracture-initiation toughness values of the Mars 240 steel increased with the velocity of the application of the load.