falla de nateriales

Falla de materiales

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FALLAS DE MATERIALES

En su mayoría, las fallas en las máquinas se deben a cargas que varían
con el tiempo y no a cargas estáticas: Estas fallas suelen ocurrir a nivelesde esfuerzo
muy por debajo del límite elástico de los materiales. Por lo tanto, de manejar sólo las
teorías de fallas estáticas presentadas en algunos libros, puede llevar a diseños poco
segurascuando las cargas sean dinámicas.
Este fenómeno se observó por primera vez en los años 1800, cuando
empezaron a fallar ejes de los carros de ferrocarril después de sólo poco tiempo de
servicio.Estaban fabricados de acero dúctil, pero mostraban falla súbita de tipo frágil.
En 1843 Rankine publicó un estudio “Sobre las causas de la ruptura inesperada de
los rodamientos de los ejes deferrocarril” en el cual postuló que el material se había
“cristalizado” y hecho frágil debido a los esfuerzos fluctuantes. Los ejes se habían
diseñado según todos los conocimientos de ingeniería disponibles a lafecha,
conocimientos que se basaban en experiencia adquirida con estructuras cargadas
estáticamente. Las cargas dinámicas eran entonces un fenómeno nuevo, resultado de
la introducción demaquinaria movida por vapor. Estos ejes estaban fijos a las ruedas, y
giraban junto con ellas. Por lo que el esfuerzo a flexión en cualquier punto de la
superficie del eje variaba cíclicamente de positivo anegativo. Un ingeniero alemán,
August Wohler, hizo a lo largo de un periodo de 12 años la primera investigación
científica en lo que se conocía como fallas por fatiga. Probó los ejes hasta la falla,en
el laboratorio, bajo cargas totalmente alternantes. Publicó sus resultados en 1870, que
identificaban como “culpable” al número de ciclos de esfuerzo en concordancia con su
variación en tiempo,y encontró la existencia de un límite de resistencia a la fatiga
para los aceros, es decir, un nivel de esfuerzos que puede ser tolerable para millones
de ciclos de esfuerzos totalmente...