Factores y tablas

MODIFICACION AL LÍMITE DE RESISTENCIA A LA FATIGA
(Basado en el Libro Diseño en Ingeniería Mecánica. Autor Shigley, V Edición)
MODIFICACIÓN AL LÍMITE DE RESISTENCIA A LA FATIGA
•

FACTOR DE SUPERFICIE , K a
Factores de acabado de superficies
ACABADO DE
SUPERFICIE
Esmerilado (rectificado)
Maquinado o estirado en frío
Laminado en caliente
Forjado

FACTOR
Kpsi
1.34
2.70
14.4
39.9MPa
1.58
4.51
57.7
272

EXPONENTE
b
-0.085
-0.265
-0.718
-0.995

Una fórmula para K a , se examinó en un total de 39 puntos de datos para diversos acabados de superficie. Esta
fórmula es
•

b
b
K a = aSut , donde Sut es la resistencia mínima a la tensión; a y b están dados por tablas.

FACTOR DE TAMAÑO , K B
El factor de tamaño se ha evaluado utilizando 133 conjuntos depuntos de datos. Los resultados en los casos de
flexión y torsión se pueden expresar como

⎧⎛ d ⎞ −0.113
in
0.11 ≤ d ≤ 2 in
⎟
⎪⎜
⎪⎝ 0.3 ⎠
Kb = ⎨
− 0.113
⎪⎛ d ⎞
mm
2.79 ≤ d ≤ 51 mm
⎪⎜ 7.62 ⎟
⎠
⎩⎝
Para mayores tamaños, K B varía de 0.60 a 0.75 en flexión y torsión.
En el caso de que se aplique carga axial no existe el efecto de tamaño. Por lo tanto, se utiliza K B = 1
Para seccionesno circulares se debe emplear una dimensión equivalente, de. Corresponde al igualar el volumen
del material sometido a un nivel de esfuerzo igual a,o superior al 95% del esfuerzo máximo, con el mismo
volumen de probeta de viga rotatoria. Para viga rotatoria ciercular A0.95esf=0.0766d2.
Para una sección huecas, A0.95sigma=0.0105D. (D, es el diámetro). Por tanto el diámetro equivalente seráde=0.370D. Para una sección rectangular (b * h ), A0.95sigma=0.05bh y de=0.808(hb)1/2.

•

FACTOR DE CARGA , K c
El factor de carga está dado por la ecuación

⎧0.923
⎪1
⎪
Kc = ⎨
⎪1
⎪0.577
⎩
•

S ut ≤ 1520[MPa ]

carga axial

S ut > 1520[MPa ]

carga axial
flexión
torsión y cortante

FACTOR DE TEMPERATURA , K d
Efecto de la temperatura de operación sobre la resistencia a latensión del acero. ( St = resistencia a la tensión a la
temperatura de operación; S RT =resistencia a la tensión a la temperatura del lugar de trabajo;
0.099 ≤ σ ≤ 0.110). Kd=ST/SRT
TEMPERATURA, °C

TEMPERATURA, °F

ST S RT

20
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600

•

ST S RT
1.000
1.010
1.020
1.025
1.020
1.000
0.975
0.927
0.922
0.840
0.766
0.6700.546

70
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100

1.000
1.008
1.020
1.024
1.018
0.995
0.963
0.927
0.872
0.797
0.698
0.567

FACTOR DE EFECTOS DIVERSOS, K e
Por ejemplo :
Concentración de esfuerzos
Concentración de esfuerzos

- Ke =

1
Kf

K f =1 + q(K t − 1)
q: Representa la sensibilidad a la muesca (por tabla)

TABLA : SENSIBILIDAD A LA MUESCA:Diagramas de sensibilidad a la muesca para aceros y aleaciones de aluminio forjado UNS A92024-T sometidas a cargas de
flexión y cargas axiales, con inversión ambas. Para radios de muescas mayores, use tres valores de q correspondientes a r =
0.16 [in] (4 mm) .

Curvas de sensibilidad a la muesca para materiales en torsión con inversión. Para radios de muescas mayores, use los
valores de qcorrespondientes a r = 0.16 [in](4mm).

TABLAS: CONCENTRACIONES DE ESFUERZO:

Figura A-15-1
Barra con agujero transversal sometido a tensión o compresión. Simple

Figura A-15-2
Barra rectangular con agujero transversal sometido a flexión.

σ 0 =F A , donde A = (w − d )⋅t ,y t es el espesor.

σ 0 =Mc I , donde I = (w − d )h 3 12⋅ .

Figura A-15-3
Barra rectangular con ranurastransversales sometida a tensión o compresión simple.

σ 0 =F A , donde A =dt y t es el

espesor.

Figura A-15-4
Barra rectangular con ranuras transversales sometida a flexión.

σ 0 =Mc I , donde c =d 2 , I =td 3 12 , y t es el espesor.

Figura A-15-5
Barra rectangular con entalles transversales sometida a tensión o compresión simple.

σ 0 =F A , donde A =dt y t es el

espesor.

Figura...