faactores que afectan la resistencia a la fatiga

Diseño mecanico


“Factores que afectan la resistencia a la fatiga”




Índice

Portada------------------------------------------------------------------1

Índice--------------------------------------------------------------------2

Introducción-------------------------------------------------------------3Contenido---------------------------------------------------------------4

Regímenes de fatiga-------------------------------------------4

Modelos de fala por fatiga-------------------------------------4

Límite de fatiga--------------------------------------------------5

Resistencia a la fatiga para vida finita----------------------6

Límites y resistencias a la fatiga-----------------------------6

Variación deesfuerzos-----------------------------------------9

Factores que afectan la resistencia a la fatiga-------------9

Conclusión----------------------------------------------------------24

Bibliografía----------------------------------------------------------25




Introducción

Muchos de los elementos de máquinas, tales como cigüeñales, árboles, ejes, bielas y resortes, son sometidos a cargas variables. El comportamientode los materiales bajo este tipo de carga es diferente a aquel bajo cargas estáticas; mientras que una pieza soporta una gran carga estática, la misma puede fallar con una carga mucho menor si ésta se repite un gran número de veces. Los esfuerzos variables en un elemento tienden a producir grietas que crecen a medida que éstos se repiten, hasta que se produce la falla total; este fenómeno sedenomina fatiga. Por lo tanto, el diseño de elementos sometidos a cargas variables debe hacerse mediante una teoría que tenga en cuenta los factores que influyen en la aparición y desarrollo de las grietas, las cuales pueden producir la falla después de cierto número de repeticiones (ciclos) de esfuerzo. La teoría que estudia el comportamiento de los materiales sometidos a cargas variables se conocecomo teoría de fatiga.

Se dice que el 800% de las roturas de piezas de maquina son debidas a fatiga. Cualquiera que sea el porcentaje verdadero, desde luego es grande, por lo que el proyecto o diseño de los elementos de máquinas debe hacerse siempre teniendo presente la posibilidad de un fallo por fatiga. Incluso en los casos en los que no sea previsible la curva de variabilidad de carga y seandesconocidas las magnitudes de las fuerzas, que es lo corriente, deben reconsiderarse los principios de proyecto en lo que concierne a la fatiga.


Contenido

Regímenes de fatiga:

Cuando se tienen elementos sometidos a esfuerzos cíclicos se habla de los regímenes de fatiga: fatiga de bajo ciclaje (LCF) y fatiga de alto ciclaje (HCF), los cuales tienen relación con el número de veces que serepiten los esfuerzos en un elemento. Un régimen de bajo ciclaje es aquel en el cual se somete un elemento a un número de ciclos de esfuerzo menor que aproximadamente 102 a 104, según el material.
Aunque es lógico pensar en que no existe una línea divisoria exacta entre los dos regímenes, es usual hablar de 103 ciclos como línea divisoria; es decir, si una pieza soporta menos de 103 ciclos, estáen régimen de bajo ciclaje, mientras que si soporta más de 103 ciclos, está en régimen de alto ciclaje. Esta clasificación es conveniente desde el punto de vista de la aplicación de los modelos de falla por fatiga.

Modelos de falla por fatiga:

Actualmente existen tres modelos de falla por fatiga: el procedimiento de vida-esfuerzo, el de vida de formación y el de mecánica de fracturaelástica lineal (LEFM); cada uno de ellos tiene sus ventajas y desventajas y tiene cabida en cierta aplicación.

La teoría de fatiga que se estudia en este capítulo corresponde al modelo de vida-esfuerzo, que es el más antiguo. Este modelo es adecuado para el diseño de piezas en el régimen de alto ciclaje (HCF) en las cuales la variación de los esfuerzos sea conocida y consistente, como ocurre...