Fatiga 2012 Impr

FATIGA
Espectros de
carga

Fatiga
Proceso
Inicio de la fisura
Propagación de la fisura
Fractura
daño

tR <<< tI + tP

tI

tP

tR

tiempo

Fatiga

Mecanismo de inicio
Metales: deslizamientosformación de extrusiones e
intrusiones en las superficies
No metales: inhomogeneidades, fisuras, defectos.
Hormigón: interfaces

Fatiga
Tipos de ciclos
Alterno simétrico
Alterno asimético
PulsatorioIntermitente

Fatiga
Definiciones
σmax = tensión máxima = S
σmin = tensión mínima
σm = tensión media = (σmax + σmin ) / 2
σa = amplitud = (σmax - σmin ) / 2
σr = rango de tensiones = (σmax - σmin ) = 2 σa
R= Relación de tensiones = σmin / σmax

A

= Relación de amplitud = σa / σm

N

= número de ciclos

σLF = tensión límite de fatiga

Ensayos de Wöhler (curvas S – N)
log Δσ = C – D . log N

Límite defatiga
Ferrosos
Otros (107 , 108 ciclos)
Dispersión – valores característicos

Fatiga

Fatiga
Factores que afectan la resistencia a la fatiga

del ensayo
R, σmin, σm, frecuencia, temperatura,
delmaterial y el ambiente
Concentración de tensiones (agujeros, fisuras,
cambios de sección)
Rugosidad superficial
Estado superficial
Medio ambiente (fatiga por corrosión)

Fatiga
Δσ

Ν
Δσ

Ν

FatigaΔσ

Fatiga

σm < 0

σm = 0
Ν

σm > 0
Δσ

a1 > a2

Ν

Fatiga
Δσ

60 cpm

6 cpm
Ν
Δσ

700 ºC

800 ºC
Ν

Fatiga
Diseño

daño

Vida segura
Tolerancia al daño
tI
Enfoque clásico
Enfoque moderno

>
>

tPtiempo

tensional
mecánica de fractura

Fatiga

σ
σr

Diagrama de Smith

σf

σm

Fatiga

Enfoque fractomecánico

En una placa en la rotura

σNR = KIC / (πa)1/2

KIC = σNR (πac)1/2 f(αc) (a, condicionesde apoyo, geometría...)
con cargas cíclicas
σmax --------

KImax = σNmax (πa)1/2 f(α)

σmin --------

KImin = σNmin (πa)1/2 f(α)

ΔKI = ΔσN (πa)1/2 f(α)
aunque ΔσN = cte, la fisura crece lo mismo queΔKI

Experiencias de Paris

Fatiga

Δσ = cte

a
a01 < a02 < a03
a0 = cte

a
tiempo

σ 1 < σ2 < σ3

tiempo

> tamaño inicial de fisura (a) > velocidad de crecimiento
> tensión aplicada (σ)

>...