Ensayo de Fatiga

Objetivo.
El ensayo de fatiga tiene por objetivo analizar las características resistentes de los materiales cuando trabajan bajo cargas variables. Entre los parámetros fundamentales que califican el comportamiento característico ante la fatiga de los materiales están:
A -
La cinética de la carga aplicada en el tiempo.
B -
Tipo de tensiones engendradas en la pieza, como consecuencia de laaplicación de la carga. Entre ellas citaremos:
Axiales originadas por tracción o compresión.
Axiales originadas por flexiones.
Cortantes causadas por torsión.
Combinadas.

C -
Tipo de trabajo característico del conjunto de la pieza en la máquina. Entre ellos citamos:
Tracción.
Flexión plana.
Flexión rotativa.
Torsión.

Consideraciones teóricas
Fatiga de materiales: Se refierea un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas.
Curva S-N: Estas curvas se obtienen a través de una serie de ensayos donde una probeta del material se somete a tensiones cíclicas con una amplitud máxima relativamente grande (aproximadamente 2/3 de la resistencia estática a tracción). Se cuentan los cicloshasta rotura. Este procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes máximas decrecientes.
Los resultados se representan en un diagrama de tensión, S, frente al logaritmo del número N de ciclos hasta la rotura para cada una de las probetas. Los valores de S se toman normalmente como amplitudes de la tensión .

Inicio y propagación de la grieta
El proceso de rotura por fatiga se desarrolla apartir del inicio de la grieta y se continúa con su propagación y la rotura final.
Inicio
Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclear sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensión (originadas por diseño o acabados, ver Factores).
Las cargas cíclicas pueden producir discontinuidades superficiales microscópicas a partir de escalones producidospor deslizamiento de dislocaciónes, los cuales actuarán como concentradores de la tensión y, por tanto, como lugares de nucleación de grietas.
Propagación
Etapa I: una vez nucleada una grieta, entonces se propaga muy lentamente y, en metales policristalinos, a lo largo de planos cristalográficos de tensión de cizalladura alta; las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase.Etapa II: la velocidad de extensión de la grieta aumenta de manera vertiginosa y en este punto la grieta deja de crecer en el eje del esfuerzo aplicado para comenzar a crecer en dirección perpendicular al esfuerzo aplicado. La grieta crece por un proceso de enromamiento y agudizamiento de la punta a causa de los ciclos de tensión.
Rotura
Al mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, elextremo avanza por continua deformación por cizalladura hasta que alcanza una configuración enromada. Se alcanza una dimensión crítica de la grieta y se produce la rotura.
La región de una superficie de fractura que se formó durante la etapa II de propagación puede caracterizarse por dos tipos de marcas, denominadas marcas de playa y estrías. Ambas indican la posición del extremo de la grieta endiferentes instantes y tienen el aspecto de crestas concéntricas que se expanden desde los puntos de iniciación.
Las marcas de playa son macroscópicas y pueden verse a simple vista. Las marcas de playa y estrías no aparecen en roturas rápidas.





Factores que intervienen
Son diversos los factores que intervienen en un proceso de rotura por fatiga a parte de las tensiones aplicadas. Asípues, el diseño, tratamiento superficial y endurecimiento superficial pueden tener una importancia relativa. Como lo son el diseño, tratamientos superficiales y endurecimientos superficiales.
Influencia del medio
El medio puede afectar el comportamiento a fatiga de los materiales. Hay dos tipos de fatiga por el medio: fatiga térmica y fatiga con corrosión.
Fatiga térmica
La fatiga térmica se...