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Factor de concentración de esfuerzo

Relación de la mayor resistencia en el área de una muesca u otro elevador de resistencia con la resistencia nominal correspondiente. Es una indicación teórica del efecto de los concentradores de resistencia en el comportamiento mecánico. El factor de concentración de esfuerzo suele ser mayor que el factor de muesca de fatiga empírico o el Factor de reducciónde resistencia, ya que no tiene en cuenta la reducción de la resistencia debido a la deformación plástica local.
En esta sección se presenta información sobre la concentración de esfuerzos que se produce en elementos estructurales sometidos a cargas estáticas. La concentración de esfuerzos se define como un pico en la intensidad del esfuerzo que ocurre en un punto de discontinuidad geométricade un elemento sometido a carga. Ejemplos de tales discontinuidades geométricas son: entallas, taladros, roscas, reducciones de espesor, etc.
Los efectos de la concentración de esfuerzos dependen de la intensidad y tipo de carga (estática o cíclica), material, geometría del elemento y geometría de la discontinuidad. Se define el factor de concentración de esfuerzos k como la relación entre elesfuerzo máximo o pico y el esfuerzo nominal en la sección neta, ambos en el rango elástico de carga. Este factor k es aplicado al esfuerzo nominal presente en el elemento para obtener el esfuerzo máximo de entalla, que será el que nos dé finalmente el Factor de Seguridad en el elemento.

FATIGA
En ingeniería y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se refiere a un fenómenopor el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas (fuerzas repetidas aplicadas sobre el material) se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirían la rotura. Un ejemplo de ello se tiene en un alambre: flexionándolo repetidamente se rompe con facilidad, pero la fuerza que hay que hacer para romperlo en una sóla flexión es muy grande. La fatiga es unaforma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes (puentes, automóviles, aviones, etc.). Su principal peligro es que puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática, y aparecer sin previo aviso, causando roturas catastróficas. Es un fenómeno muy importante, ya que es la primera causa de rotura de losmateriales metálicos (aproximadamente el 90%), aunque también está presente en polímeros (plásticos, composites,...), y en cerámicas.
La rotura por fatiga tiene aspecto frágil aún en metales dúctiles, puesto que no hay apenas deformación plástica asociada a la rotura. El proceso consiste en un inicio y posterior propagación de fisuras, que crecen desde un tamaño incial microscópico hasta un tamañomacroscópico capaz de comprometer la integridad estructural del material. La superficie de fractura es perpendicular a la dirección del esfuerzo. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde antiguo, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producirse roturas en los ejes de las ruedas de lostrenes, que pugnaban, por aquel entonces, por imponerse como medi
o de locomoción.
Tensiones cíclicas

Ejemplo de onda senoidal. En este caso hay que imaginar que la tensión representada es una tensión con ciclos de tracción (cuando es positiva) y de compresión (cuando es negativa).
La tensión puede ser axial (tensión y compresión), de flexión o torsional. En general, son posibles tres modosdistintos de tensión fluctuante en el tiempo:
1. Representado esquemáticamente por una onda senoidal del tiempo, en la que la amplitud es simétrica y varía de un valor máximo a un mínimo igual a la tensión aplicada. Se denomina ciclo de carga invertida.
2. Denominado ciclo de carga repetida, los máximos y mínimos son asimétricos con respecto al nivel cero de carga.
3. Aleatorio: el...
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