el libro negro de los cuentos

Fatiga de los materiales
Diversas estructuras y componentes en las operaciones de manufactura, como las herramientas, dados, engranajes, flechas y resortes, están sujetos a cargas fluctuación (cíclicas o periódicas), además de cargas estaricas. Los esfuerzos cíclicos pueden ser causados por cargas mecánicas en fluctuación como los causados sobre los dientes de los engranes o por esfuerzostérmicos, como un dado frio en repetido contacto con piezas de trabajo calientes. Bajo estas condiciones, la pieza falla a un nivel de esfuerzo por debajo del cual fallaría bajo una carga estática. Este fenómeno se conoce como falla por fatiga, y es responsable de la mayor parte de las fallas de los componentes mecánicos.
Los métodos de ensayo a la fatiga involucra la prueba de especímenes bajo variosestados de esfuerzo, por lo general en una combinación de tensión y compresión en torsión. La prueba se lleva a cabo con varias amplitudes de esfuerzo; queda registrado el número de ciclos (N), que se necesitan para cuásar la falla total del espécimen o de la pieza. La amplitud del esfuerzo se define como el esfuerzo máximo, en tención y en compresión, al cual se sujeta el espécimen.
Aunquemuchos metales, especialmente los aceros, tienen un límite a la fatiga definido, las aleaciones de aluminio no tienen límites. Para los metales que exhiben este tipo de comportamiento, la resistencia a la fatiga es específica a un cierto número de ciclos. De esta manera, es posible especificar la vida de servicio útil del componente. El límite de fatiga para los metales puede relacionarseaproximadamente con su resistencia tensil máxima. Para aceros al carbono, el límite de fatiga por lo general es de 0.4-0.5 veces la resistencia tensil máxima, aunque los valores parciales pueden variar.
Al igual que sucede en las estructuras de acero al carbono, las zonas próximas a las soldaduras, debido a la existencia combinada de concentraciones de tensión y de defectos de ejecución, son las zonas mássensibles a los efectos de la fatiga. Las recomendaciones para la determinación de la resistencia a la fatiga de estructuras de acero al carbono son aplicables también al acero inoxidable.
Adoptar buenos criterios prácticos de diseño y construcción reduce la susceptibilidad de una estructura frente a fatiga. Ello implica una selección juiciosa del esquema estructural global y una elección cuidadosade los detalles constructivos para que éstos presenten un buen comportamiento frente a la fatiga.
La clave para obtener un diseño resistente a fatiga reside en la consideración de los aspectos relacionados con este fenómeno desde el comienzo de la fase de proyecto. La valoración del comportamiento a fatiga llevada a cabo solamente después de haber satisfecho otros criterios de proyecto conduce aun diseño estructural inadecuado, o por lo menos, no económico. Las necesidades del fabricante y del montador son también un aspecto importante a considerar. Es por ello que se recomienda consultar con éstos desde el inicio para señalar las zonas de la estructura que serán más sensibles a la fisuración por fatiga, establecer medidas de precaución especiales y finalmente, estar atentos a posiblesproblemas de fabricación y montaje. En particular, el empleo de agujeros o accesorios de elevación para facilitar la fabricación o el montaje deberían considerarse en la evaluación de la fatiga.
Es posible eliminar los potenciales problemas de fatiga prestando la debida atención a los detalles constructivos y evitando:
• cambios bruscos de sección transversal y concentraciones de tensiones engeneral
• desalineaciones y excentricidades
• pequeñas discontinuidades tales como rayas y marcas de lijado o amolado
• soldaduras innecesarias de accesorios secundarios, p.e. Orejetas para el izado
• soldaduras de penetración parcial, soldaduras en ángulo, soldadura discontinua y placas de respaldo.
• arco errático.
A pesar de que las técnicas de mejora de soldadura, tales como el control...