ensayo de fatiga

1.- OBJETIVOS
1.1.- Objetivo General
Determinar el comportamiento del acero estructural al realizar el ensayo de fatiga

1.2.- Objetivos Específicos

Observar el comportamiento de la probeta al ser sometida en la máquina de fatiga.
Estudiar la gráfica S vs N.

2.- MARCO TEÓRICO
2.1 Fatiga
La fatiga se refiere, en general, al deterioro gradual de un material que está sujeto a cargasrepetidas, esta por lo general es causa de gran porcentaje de fallas en bielas y cigüeñales de máquinas, álabes de turbinas de gas o de vapor, conexiones o soportes de puentes, ruedas y ejes de ferrocarril, también en otras pieza de maquinarias y estructuras sometidas a cargas cíclicas.

En todos estos casos ocurrirá una fractura bajo un esfuerzo menor que el esfuerzo de cedencia del material, lanaturaleza de estas fallas resulta del hecho de que existen regiones microscópicas normalmente en la superficie del miembro y como es de saber los esfuerzos en esta zona son mayores que el esfuerzo promedio que actúa en la sección transversal, por consiguiente al aplicarse cargas cíclicas se forman grietas diminutas que con el tiempo se van haciendo más grandes hasta que el material no puedaseguir soportando las cargas produciéndose una fractura frágil aunque el material sea dúctil.


2.2 Circunstancias que influyen en la rotura por fatiga de un material metálico
Estado de la superficie: El estado de esta tiene gran importancia sobre la rotura por fatiga puesto que para especímenes maquinados y pulidos es mayor la resistencia que para componentes con asperezas o rayaduras.Variaciones de sección: El límite de fatiga se reduce por los cambios bruscos de sección, entalladuras de cualquier clase.
Temperatura: En casi todos los materiales metálicos el aumento de temperatura por encima de cierto valor, disminuye el límite de fatiga.
Tratamientos térmicos: Las tensiones internas provocadas por tratamiento térmico, crean localización de esfuerzos que pueden originar fisuras.Homogeneidad de las estructuras cristalinas: Cuando la estructura no es homogénea puede suceder que los cristales más pequeños, se acuñen entre los más grandes, originando fisuras y la consiguiente disminución de sección.
Corrosión: la corrosión causa gran reducción de la resistencia a la fatiga, que algunas veces equivale hasta el 90 % del límite de aguante original puesto que cada punto decorrosión puede convertirse en un entalle, creando grietas diminutas, reduciendo asi notablemente su resistencia a la fatiga.






Ilustración esquemática de los diferentes fenómenos de iniciación y crecimiento de grietas por fatiga


2.3 Apariencia común de la fractura por fatiga




Las grietas por fatiga generalmente se propagan en una dirección normal al eje del esfuerzo, nohay presencia de labio de cizallamiento (un labio de cizallamiento o de corte es una corrugación inclinada en el borde de una fractura). Muchas veces una serie de anillos concéntricos llamados “conchas de almeja”, o de playa, son visibles sobre la superficie, estas marcas representan cambios abruptos en la carga de fatiga durante la vida de servicio y ayudan a aclarar el origen del agrietamientopor fatiga.
2.4 Límite de fatiga y diagrama s-n (esfuerzo-ciclo)
Límite de aguante o límite de fatiga es el esfuerzo limitativo por debajo del cual una carga puede repetidamente aplicarse un número indefinido de veces sin causar falla, la magnitud de este depende de la clase de esfuerzo al cual sea sometido, es directamente proporcional a la resistencia a la tracción.
Su objetivo es especificaruna resistencia segura a la cual el material metálico no va a fallar bajo carga repetida. Para ello se utiliza una máquina de ensayo donde las muestras son sometidas a un esfuerzo específico y aplicado cíclicamente hasta que el material falle, los resultados se trazan en un diagrama s-n ubicando los esfuerzos (s) en el eje de las ordenadas y el numero de ciclos (n) en el eje de las abscisas,...