criterios de fallas

Criterios de falla

Ing. Norberto D. Ñique G.

Introducción
La respuesta precisa de los materiales a esfuerzos y deformaciones en
puntos críticos puede ser muy compleja y se resiste a formulaciones
exactas. Hasta ahora ninguna teoría puede proporcionar predicciones
exactas del comportamiento de material bajo diversas cargas como:
1.
2.
3.
4.
5.

estáticas,
dinámicas,
de impacto,o cíclicas,
así como los efectos de la temperatura.

En el campo elástico, existe una relación proporcional entre esfuerzos y
deformaciones, pero cuando estas sobrepasan un cierto valor, las
deformaciones introducidas serán en parte elásticas y plásticas.
Las deformaciones plásticas implican un proceso irreversible, en el que las
relaciones que vinculan a ambas variables son máscomplejas.

Introducción
Es necesario conocer si un estado de esfuerzos determinado produce solo
deformaciones elásticas, o también deformaciones plásticas, a los efectos
de aplicar las relaciones adecuadas. Para ello se tratan las teorías de falla
o criterios de fluencia, que establecen una norma que permite saber si se
esta en el campo elástico o en el plástico.

Así, se necesitan criterios defalla que sean capaces de reflejar tales
efectos de tensiones combinadas ya sea para la fluencia o la fractura.

La predicción de límites seguros para el uso del material bajo tensiones
combinadas requiere la aplicación de un criterio de falla.
Existen gran cantidad de criterios de falla, algunos de los cuales son
aptos para predecir la falla por fractura en un caso, y en otros porfluencia.
A los primeros los llamamos criterios de fractura y a los segundos,
criterios de fluencia.
Todos los criterios de falla considerados en el presente capítulo están
basados en valores de tensiones, de modo que su aplicación involucra el
cálculo de valores numérico de tensiones que caracterizan las tensiones
combinadas, y luego la comparación de este valor con la resistencia de
fluencia ode fractura del material.
Un material dado puede fallar tanto por fluencia como por fractura,
dependiendo de sus propiedades y del estado de esfuerzo, de modo que
en general debe ser considerada la posibilidad de que cualquiera de los
dos eventos ocurra primero.

Comportamiento mecánico en el campo elástico.
•Ecuaciones de equilibrio estático
•Ecuaciones de compatibilidad
•Condiciones deborde
•Relaciones esfuerzo-deformación en el rango elástico.
Comportamiento mecánico en el campo plástico.
•Criterio de fluencia, que indique cuando se pasa de la zona elástica a la
plástica
•Criterio de fluencia de Von Mises
•Criterio de fluencia de Tresca
•Relaciones esfuerzo-deformación en el rango plástico.
•Teoría de Prandtl-Reuss
•Teoría de Lévy-Mises
•Modelos reológicos yecuaciones empíricas de deformación

Para el diseño con un material especifico, es importante que se fije un
límite superior en el estado de esfuerzos, que defina la falla del material.
Una vez que la respuesta a la carga de un material se desvía de manera
significativa de la linealidad (zona elástica, de un diagrama de -), se
presenta un fenómeno conocido como deformación plástica o flujoplástico del material o fluencia.
Los diferentes criterios se han desarrollado para predecir el punto fractura
basado en propiedades del material como el:
esfuerzo de fluencia,
el esfuerzo máximo o
el factor de intensidad de tensiones.
Estas propiedades se pueden obtener por medio de pruebas mecánicas
simples y estandarizadas.
Los criterios se aplican dependiendo de cómo se espera que falle elmaterial,
es decir frágil o dúctil.

Consideraciones de su aplicación
1. Se describe la idealización clásica de los criterios de fluencia y
fractura de materiales, los dos criterios ampliamente aceptados para la
aparición del comportamiento inelástico (fluencia) en materiales dúctiles
bajo esfuerzos combinados y a continuación se verán los criterios de
fractura para materiales frágiles....