Tipos de Fallas
Páginas: 5 (1113 palabras)
Publicado: 7 de mayo de 2014
INTRODUCCIÓN
MODOS DE FALLA EN COMPONENTES ESTRUCTURALES
Podemos definir como un elemento estructural, a cualquier elemento o componente cuya función esencial sea la transmisión de esfuerzos mecánicos, cargas o la retención de fluidos a presión. Esta definición es muy general e incluye por ejemplo desde una biela en un motor de combustión interna hasta una tubería de presiónpara conducción de fluidos a larga distancia, en esta ocasión lo enfocaremos a estructuras en obras civiles.
Debemos tener en cuenta que si bien la función primaria de un elemento estructural es la transmisión de esfuerzos o la retención de presión, existirán en general requerimientos adicionales que el elemento deberá satisfacer. Por ejemplo, el elemento puede tener que cumplir su función enun ambiente químicamente agresivo o a alta temperatura, bajo condiciones de desgaste abrasivo o bajo flujo neutrónico, etc. Estos requerimientos limitan en general el rango de materiales que será posible emplear para cumplir la función estructural primaria.
Definiremos como falla de un elemento estructural a cualquier situación que impida que el elemento cumpla su función de transmisión deesfuerzos o de retención de presión como se encuentra previsto en el diseño del elemento es decir la falla se produce cuando el elemento se torna incapaz de resistir los esfuerzos previstos en el diseño. Esta definición es muy general e implica por lo tanto situaciones muy diversas. Por ejemplo, la presencia de defectos en una soldadura de una tubería que impide que la misma opere a la presión dediseño, constituye una condición de falla. Un álabe de una turbina falla si el álabe se rompe o se deforma excesivamente.
La falla es la pérdida de función de un elemento tanto por deformación (fluencia) como por separación de sus partes (fractura).
Los mecanismos de falla dependen de la estructura microscópica del material y de la forma de sus enlaces atómicos. Para predecir la falla demateriales bajo cargas estáticas (se considera carga estática a aquella que no varía su magnitud ni dirección en el tiempo) y poder hacer diseños de elementos de máquinas confiables se han desarrollado varias teorías para grupos de materiales, basándose en observaciones experimentales.
TIPOS DE FALLAS
Cuando una estructura deja de cumplir su función de manera adecuada, se dice queha fallado. En general, se clasifican en:
1. FALLA POR DEFORMACIÓN ELÁSTICA EXCESIVA
La falla por deformación elástica excesiva tiene que ver con el funcionamiento de la estructura, puede causar vibración excesiva, como en puentes colgantes que oscilan considerablemente, placas muy delgadas de metaldeck, edificios muy altos y flexibles, causando problemas constructivos como rotura devidrios, grietas con los cielos rasos y desajustes de puertas y ventanas. En el caso de piezas de maquinaria puede causar roces que aceleran el desgaste, e incluso puede impedir totalmente el funcionamiento de la máquina. Además, hay ocasiones en que dicha deformación excesiva origina esfuerzos secundarios que ocasionan fallas más graves.
El modo de falla por excesiva deformación elástica seproduce por ejemplo cada vez que una pieza que debe mantener sus dimensiones dentro de ciertos límites, sufre una deformación elástica que hace que aquellas excedan el valor admisible, conduciendo a problemas de interferencia tales como atascamiento o a deflexiones excesivas. En el caso de uniones soldadas, la recuperación elástica que sigue a la liberación de una pieza inmovilizada durante lasoldadura, puede conducir a cambios dimensionales o distorsiones inadmisibles. Estos problemas de distorsión en soldadura son muchas veces difíciles de resolver y serán analizados más adelante.
La forma más común del modo de falla por inestabilidad elástica es la constituida por el fenómeno de pandeo que se ilustra en la Fig. 1.1.
Este se produce cuando un elemento estructural esbelto tal...
INTRODUCCIÓN
MODOS DE FALLA EN COMPONENTES ESTRUCTURALES
Podemos definir como un elemento estructural, a cualquier elemento o componente cuya función esencial sea la transmisión de esfuerzos mecánicos, cargas o la retención de fluidos a presión. Esta definición es muy general e incluye por ejemplo desde una biela en un motor de combustión interna hasta una tubería de presiónpara conducción de fluidos a larga distancia, en esta ocasión lo enfocaremos a estructuras en obras civiles.
Debemos tener en cuenta que si bien la función primaria de un elemento estructural es la transmisión de esfuerzos o la retención de presión, existirán en general requerimientos adicionales que el elemento deberá satisfacer. Por ejemplo, el elemento puede tener que cumplir su función enun ambiente químicamente agresivo o a alta temperatura, bajo condiciones de desgaste abrasivo o bajo flujo neutrónico, etc. Estos requerimientos limitan en general el rango de materiales que será posible emplear para cumplir la función estructural primaria.
Definiremos como falla de un elemento estructural a cualquier situación que impida que el elemento cumpla su función de transmisión deesfuerzos o de retención de presión como se encuentra previsto en el diseño del elemento es decir la falla se produce cuando el elemento se torna incapaz de resistir los esfuerzos previstos en el diseño. Esta definición es muy general e implica por lo tanto situaciones muy diversas. Por ejemplo, la presencia de defectos en una soldadura de una tubería que impide que la misma opere a la presión dediseño, constituye una condición de falla. Un álabe de una turbina falla si el álabe se rompe o se deforma excesivamente.
La falla es la pérdida de función de un elemento tanto por deformación (fluencia) como por separación de sus partes (fractura).
Los mecanismos de falla dependen de la estructura microscópica del material y de la forma de sus enlaces atómicos. Para predecir la falla demateriales bajo cargas estáticas (se considera carga estática a aquella que no varía su magnitud ni dirección en el tiempo) y poder hacer diseños de elementos de máquinas confiables se han desarrollado varias teorías para grupos de materiales, basándose en observaciones experimentales.
TIPOS DE FALLAS
Cuando una estructura deja de cumplir su función de manera adecuada, se dice queha fallado. En general, se clasifican en:
1. FALLA POR DEFORMACIÓN ELÁSTICA EXCESIVA
La falla por deformación elástica excesiva tiene que ver con el funcionamiento de la estructura, puede causar vibración excesiva, como en puentes colgantes que oscilan considerablemente, placas muy delgadas de metaldeck, edificios muy altos y flexibles, causando problemas constructivos como rotura devidrios, grietas con los cielos rasos y desajustes de puertas y ventanas. En el caso de piezas de maquinaria puede causar roces que aceleran el desgaste, e incluso puede impedir totalmente el funcionamiento de la máquina. Además, hay ocasiones en que dicha deformación excesiva origina esfuerzos secundarios que ocasionan fallas más graves.
El modo de falla por excesiva deformación elástica seproduce por ejemplo cada vez que una pieza que debe mantener sus dimensiones dentro de ciertos límites, sufre una deformación elástica que hace que aquellas excedan el valor admisible, conduciendo a problemas de interferencia tales como atascamiento o a deflexiones excesivas. En el caso de uniones soldadas, la recuperación elástica que sigue a la liberación de una pieza inmovilizada durante lasoldadura, puede conducir a cambios dimensionales o distorsiones inadmisibles. Estos problemas de distorsión en soldadura son muchas veces difíciles de resolver y serán analizados más adelante.
La forma más común del modo de falla por inestabilidad elástica es la constituida por el fenómeno de pandeo que se ilustra en la Fig. 1.1.
Este se produce cuando un elemento estructural esbelto tal...
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