Tipos clave de pruebas de fuerza
La prueba de resistencia se clasifica por el tipo de fuerza aplicada, cada una apunta a diferentes modos de falla:

1. Prueba de resistencia a la tracción

Mide la resistencia de un material para ser separado. Una muestra se somete a una fuerza de tensión (estiramiento) en aumento hasta que se fractura. Las métricas clave incluyen:
Resistencia a la tracción final (UTS): la tensión máxima que el material puede soportar antes de romperse.
Resistencia al rendimiento: la tensión en la que el material comienza a deformarse permanentemente (deformación plástica).
Elongación al descanso: el porcentaje de material se extiende antes de fracturarse, lo que indica la ductilidad.
Esta prueba es crítica para materiales como cables, cuerdas y acero estructural, donde las fuerzas de estiramiento son comunes.

2. Prueba de resistencia a la compresión

Evalúa la capacidad de un material para resistir las fuerzas de apretar o aplastar. Las muestras (a menudo cilíndricas o cúbicas) se comprimen hasta que se deforman, se doblan o se fractura. Es esencial para:
Materiales de construcción (concreto, ladrillos) que tienen peso en edificios.
Materiales de embalaje (espuma, cartón) que deben soportar la presión de apilamiento.
La resistencia a la compresión, la tensión de compresión máxima antes de la falla, es la métrica primaria aquí.
3. Prueba de resistencia al corte
Mide la resistencia a las fuerzas que hacen que las capas de un material se deslicen entre sí (esfuerzo cortante). Por ejemplo:
Un remache que sostiene dos placas de metal debe resistir las fuerzas de corte que podrían separar las placas.
Un enlace adhesivo en un laminado debe soportar la cizalladura para evitar la delaminación.
La prueba de resistencia al corte cuantifica el estrés requerido para causar esta falla deslizante.
4. Pruebas de resistencia a la flexión
Evalúa la resistencia de un material a las fuerzas de flexión. Una muestra (a menudo un haz) se admite en ambos extremos y se carga en el medio, midiendo cuánta fuerza hace que se dobla o se rompa. Esto es crítico para:
Vigas estructurales, pisos y componentes de muebles.
Materiales como vidrio o cerámica que pueden agrietarse bajo estrés de flexión.
La resistencia a la flexión (o la resistencia a la flexión) es el estrés máximo en la fibra más externa de la muestra doblada antes de la falla.
5. Pruebas de fuerza de impacto
Evalúa la capacidad de un material para absorber la energía durante los impactos repentinos de alta fuerza (por ejemplo, un parachoques de automóvil que golpea un poste). Mide la fuerza de impacto, la energía requerida para fracturar una muestra con muescas o no anotadas, y es vital para:
Piezas automotrices (amortiguadores de choque, parachoques).
Equipo de seguridad (cascos, equipo de protección).
Herramientas y componentes de maquinaria propensos a cargas repentinas.
Parámetros clave medidos
Las pruebas de resistencia generan varias métricas críticas, dependiendo del tipo de prueba:
Estrés: fuerza por unidad de área (medida en pascales, MPA o PSI), el indicador principal de la capacidad de carga de un material.
Cepa: la deformación (estiramiento, compresión o flexión) causada por el estrés, a menudo expresada como un porcentaje de la dimensión original del material.
Modo de falla: cómo falla el material (por ejemplo, fractura frágil, estiramiento dúctil o pandeo), lo que proporciona información sobre su comportamiento bajo estrés.
Absorción de energía: la cantidad de energía que un material absorbe antes de romperse (crítico para las pruebas de impacto).
Equipo de prueba
Las pruebas de resistencia se basan en equipos especializados para aplicar fuerzas controladas y medir respuestas:
Máquinas de prueba universales (UTMS): herramientas versátiles para pruebas de tracción, compresión y corte, con agarres ajustables y celdas de carga para medir fuerzas hasta miles de kilonewtons.
Máquinas de prueba de compresión: diseñadas para pruebas de compresión de alta fuerza (por ejemplo, en cilindros de concreto o bloques de metal).
Probantes de impacto: incluya máquinas basadas en péndulo (por ejemplo, probadores Charpy o Izod) para medir la resistencia al impacto al balanceando un brazo ponderado en una muestra.
Accesorios de prueba de corte: unirse a UTM para aplicar fuerzas paralelas y deslizantes a muestras como adhesivos, soldaduras o sujetadores.