Análisis de fatiga en eje

Análisis de Fatiga

En este análisis buscaremos el eje más solicitado, y con esto, se podrá concluiremos el ciclo de vida total para los ejes. En lo que sigue buscaremos un diámetro crítico a usaro al menos cual sería el menor diámetro viable a utilizar.
Para los cálculos que vienen a continuación, usaremos un ángulo de presión igual a cero, por lo que solo se provocará un momento torsor,lo cual simplifica los análisis de fatiga.

Comenzaremos definiendo un diámetro D, para el prototipo. Para ello modelaremos un procedimiento en función de un diámetro genérico, con el cualobtendremos uno crítico. El procedimiento mencionado es en base a la Ecuación de Goodman:

Tiene que ser para vida finita de 10 años

σaSe+σmSut=1nf

A continuación, nos dispondremos a obtener cadatérmino:

a) Sut (Resistencia última a la Fatiga de la Pieza)

El material definido para fabricar el eje es acero con un Sut = 400 MPa.

b) nf (Factor de Seguridad)

Para nuestro análisisusaremos un nf=1. De esta manera podremos tener un diámetro crítico a usar.

c) Se (Resistencia a la Fatiga de la Pieza)

Se=Se´*ka*kb*kc*kd*ke*kr

En consecuencia, y de acuerdo a nuestroformulario, se tiene que se deben obtener término a término:

i) Se´

Para el Sut señalado se tiene que ocupar la siguiente expresión:

Se´=0,5*Sut=200MPa

ii) ka

Para el Factor deSuperficie, usaremos el acero laminado en caliente. Por lo que se tiene la siguiente expresión:

ka=mina*Sutb;1 ; a=57,7b=-0,718
ka=0,7814

iii) kb

Para el Factor de Tamaño y el diámetroefectivo, usaremos las siguientes expresiones:

def=0,37d ; d=D
1,189*d

iv) kc

Para el Factor de Carga, solo usaremos con torsión:

kc=0,89

v) kd

Para el Factor de Temperatura,usaremos una temperatura de 20℃

kd=1

vi) ke

Para el Factor de Efectos Diversos, usaremos 1:

ke=1

vii) kr

Para el Factor de Confiabilidad, usaremos al 99%:

kr=0,82
Con lo...