Analisis De Fatiga

ANÁLISIS DE FALLA POR FATIGA DEBIDO A
CARGAS DINÁMCAS
Por:

Carlos Andrés Rojas Rubiano
José Javier Cuellar Montoya

Universidad Antonio Nariño, Facultad de Ingeniería Mecánica

A nálisis por
S olid W o r ks

ANALISIS DE FALLA POR FATIGA
DEBIDO A CARGAS DINAMICAS

CARLOS ANDRES ROJAS RUBIANO
Grupo de electiva I – Elementos finitos
Facultad de ingeniería mecánica
UniversidadAntonio Nariño
Bogotá, Colombia
sr.carr23@hotmail.com
JOSE JAVIER CUELLAR MONTOYA
Grupo de electiva I – Elementos finitos
Facultad de ingeniería mecánica
Universidad Antonio Nariño
Bogotá, Colombia
jose _j16@hotmail.com

Resumen — El cigüeñal o árbol motriz es un
eje acodado encargado de transmitir la
energía térmica desarrollada durante la
combustión hacia los elementos transmisoresacoplados al mismo como lo es el volante de
inercia, embrague, caja de cambios y
diferencial, en el caso de un vehículo. En el
cigüeñal se transforma el movimiento
rectilíneo alternativo de la biela y el pistón
en movimiento rotativo; es por lo tanto el
primer elemento rotativo del motor, el cual
esta sometido durante su funcionamiento a
esfuerzos y cargas variables que ha de
soportar sindeformarse, para lo cual ha de
reunir en conjunto una serie de
características en cuanto a forma, material y
dimensiones, debe asegurar en todo momento
propiedades como resistencia mecánica a la
rotura durante la vida del motor, resistencia
al uso y sobretodo a la fatiga. En el presente
artículo se propone un método de trabajo
basado en el Análisis por El Método de
Elementos Finitos (FEA)para estudiar el
comportamiento de un cigüeñal sometido a

cargas variables o dinámicas a través del
software comercial SolidWorks Simulation
(Cosmos Works Professional), donde se
realizaran dos estudios: a) el primero de
ellos incluye el análisis estático, en el cual se
someterá la pieza (cigüeñal) a condiciones de
trabajo a las que se enfrentaría mientras el
motor esta trabajando,calculando así
tensiones, desplazamientos y deformaciones,
para un estado de carga. Además se
determinarán las fuerzas de reacción en las
restricciones y se verificará el factor
seguridad de la estructura. b) El segundo tipo
de simulación corresponde al análisis de
fatiga, en el cual se usara el primer análisis
realizado como un suceso o evento para
realizar el presente análisis, calculandoen
él, el daño por fatiga y el número de ciclos de
vida útil a las cargas indicadas.
.
Palabras claves — Cigüeñal, fatiga, cargas
dinámicas, ciclos de carga, límite y
resistencia a la fatiga, elementos finitos.
Abstract — The crankshaft or motive tree is a
leaned axis entrusted to transmit the heat
energy developed during the combustion
towards the elements transmitters connected
to thesame one like it is the steering wheel of
inertia, clutch, gearbox and differential, in
case of a vehicle. In the crankshaft there
transforms the rectilinear alternative
movement of the connecting-rod and the
piston in rotary movement; it is therefore the
first rotary element of the engine, which this
one submitted during his functioning to
efforts and variable loads that he has tosupport without be deforming, for which has
to assemble as a whole a series of
characteristics as for form, material and
dimensions, it must assure at all time
properties as mechanical resistance to the
break during the life of the engine, resistance
to the use and overcoat to the fatigue. In the

present article one proposes a method of
work based on the Analysis for The Method of
FiniteElements (FEA) to study the behavior
of a crankshaft submitted to variable or
dynamic loads across the commercial
software SolidWorks Simulation (Cosmos
Works Professional), where two studies were
realized: a) The first one of them includes the
static analysis, in which there will surrender
the piece (crankshaft) to conditions of work
which the engine would face while this one
working,...