Las pruebas de tracción requieren agarrar las muestras a lo largo de sus ejes centrales para eliminar cualquier flexión fuera del eje. Además, en las pruebas de tracción, la muestra debe romperse dentro de su calibre.
El hormigón es frágil y, por lo tanto, susceptible a las concentraciones de estrés. La fijación de muestras de tracción en sus extremidades puede inducir concentraciones de tensión en materiales frágiles y hacer que dichas muestras de tracción se rompan en sus porciones de agarre, lo que invalida los resultados. Además, la geometría requerida de las muestras de tracción para evitar cualquier componente de flexión durante las pruebas hace que la fabricación sea más costosa.
Es por eso que las pruebas de flexión se utilizan a menudo para recopilar datos de propiedades mecánicas de la cerámica. En esa configuración, es más probable que las muestras de prueba se fracturen según se requiera. Las muestras de flexión también son mucho más fáciles de hacer que las muestras de tracción.
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Como señala la pregunta, un inconveniente de la prueba de flexión es la distribución de tensión no uniforme y las complejidades adicionales causadas si se produce la plasticidad (aunque las cerámicas se consideran frágiles, puede haber algo de microplasticidad en las pruebas mecánicas). Estas incertidumbres pueden conllevar un tratamiento estadístico de los datos de propiedades mecánicas de materiales frágiles, un inconveniente adicional sobre, digamos, las pruebas de tracción uniaxial de metales. A lo largo de mi carrera, he realizado muchas pruebas de tensión, tres puntos y anillo en anillo (conceptualmente similares a una prueba de flexión de cuatro puntos) y siempre he encontrado pruebas de tracción para producir resultados más reproducibles. Sin embargo, en la prueba de anillo en anillo, también he podido obtener datos decentes tomando precauciones adicionales durante la prueba, como colocar la muestra en sus soportes inferiores para eliminar los efectos de sedimentación y pulir metalúrgicamente las muestras para evitar influencias de defectos de concentración de estrés .
En una prueba de flexión bajo carga, se produce una fractura de P en la fibra exterior, que se está tensando. Esta tensión de la fibra externa en la fractura, [math] \ sigma_ {max} [/ math], se puede calcular a partir de la curva de carga-desplazamiento a través de algunas fórmulas sencillas. Para ilustrar, para el caso de la curva de cuatro puntos, si el tramo de soporte inferior es de longitud L , los dos puntos de carga están a una distancia D de los extremos, y la sección transversal de la muestra es rectangular con ancho d y altura h , luego la parte exterior el estrés de la fibra es
[math] \ sigma_ {max} = \ displaystyle \ frac {3PD} {h ^ 2d} [/ math]
Para el caso de curva de tres puntos, la fórmula correspondiente es
[math] \ sigma_ {max} = \ displaystyle \ frac {3PL} {2h ^ 2d} [/ math]
En la medida en que los parámetros geométricos en las fórmulas anteriores varían para producir el mismo [math] \ sigma_ {max} [/ math] independientemente de las dimensiones de la muestra, esto puede considerarse en principio un parámetro verdadero. Pero las pruebas de tracción someten a la muestra a una distribución de tensión uniforme y son independientes de la respuesta de la muestra hasta el punto de formación de cuellos y, por lo tanto, son más sencillas de interpretar. Es por eso que las pruebas de flexión no se consideran de la misma manera.
