Cargas Variables

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CARGAS VARIABLES
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Un componente se ve sometido a fatiga cuando soporta cargas alternadas: la rueda de un
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ferrocarril, la biela de un motor de explosión, Pese a diseñarse estas piezas pordebajo de su límite
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elástico, con un número suficiente de ciclos, las piezas se rompen. El 90% de las piezas que se
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rompen en servicio fallan debido a la fatiga. Esto lo descubrió Wöhler hacia el año 1920 y propuso
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unos límites a las tensionesde diseño en función del número de ciclos que se requieran para una
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pieza. Se conocen como curvas de Wöhler o curvas S-N (tensión frente a número de ciclos).
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En la rotura por fatiga aparece una microgrieta, que crece a medida que se realizan ciclos de-------------------------------------------------
carga hasta alcanzar un tamaño tal que la sección residual es incapaz de soportar la carga máxima en el ciclo y finalmente el ligamento restante rompe de forma frágil o dúctil.
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Se distinguen dos zonas en las caras de rotura:
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Una zona suave con líneas asociadas a diferentes frentesde grieta
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Una zona rugosa asociada a la rotura final
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La rotura se inicia en pequeños defectos o concentradores de tensión. Con cada ciclo de carga
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se produce un avance del frente de la grieta, de forma que la rotura se produce cuando lasección
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residual no soporta la carga estática. Existe evidencia de que la iniciación del proceso de fatiga 
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requiere la superación local del límite elástico (a pesar de que macroscópicamente las tensiones sean inferiores al límite elástico).
-------------------------------------------------Todos los materiales tienen defectos de uno u otro tipo, incluso recién fabricados por los
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mejores métodos disponibles: contienen inclusiones, precipitados, poros, bordes de grano,…Defectos a partir de los cuales se desarrollan microgrietas. Dependerá del nivel de tensiones el que estas microgrietas se propaguen hasta fracturar al componente o sedetengan en la primera barrera microestructural (borde de grano, inclusión) y así permanezcan para siempre.
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Hay otro lugar crítico de una pieza: su superficie. En algún lugar de la superficie del sólido se
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encuentran las tensiones máximas (probablemente junto a algún concentrador detensiones). Estas
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zonas son candidatas a desarrollar microdefectos superficiales en forma de estriaciones o lenguetas debido a deformación plástica alternada, debido a picaduras producidas por la oxidación superficial, odebidas a un pésimo mecanizado.
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Ambos defectos, los internos y los superficialescompiten por romper la pieza. En general, si las
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cargas son muy severas, superan el límite elástico y se producen deformaciones plásticas apreciables en cada ciclo (fatiga de bajo número de ciclos o de gran amplitud), normalmente ganan los defectos interiores (parten con ventaja de tamaño). El ensayo de tracción es un caso extremo de fatiga de...