Fatiga 2012 Impr
Espectros de
carga
Fatiga
Proceso
Inicio de la fisura
Propagación de la fisura
Fractura
daño
tR <<< tI + tP
tI
tP
tR
tiempo
Fatiga
Mecanismo de inicio
Metales: deslizamientosformación de extrusiones e
intrusiones en las superficies
No metales: inhomogeneidades, fisuras, defectos.
Hormigón: interfaces
Fatiga
Tipos de ciclos
Alterno simétrico
Alterno asimético
PulsatorioIntermitente
Fatiga
Definiciones
σmax = tensión máxima = S
σmin = tensión mínima
σm = tensión media = (σmax + σmin ) / 2
σa = amplitud = (σmax - σmin ) / 2
σr = rango de tensiones = (σmax - σmin ) = 2 σa
R= Relación de tensiones = σmin / σmax
A
= Relación de amplitud = σa / σm
N
= número de ciclos
σLF = tensión límite de fatiga
Ensayos de Wöhler (curvas S – N)
log Δσ = C – D . log N
Límite defatiga
Ferrosos
Otros (107 , 108 ciclos)
Dispersión – valores característicos
Fatiga
Fatiga
Factores que afectan la resistencia a la fatiga
del ensayo
R, σmin, σm, frecuencia, temperatura,
delmaterial y el ambiente
Concentración de tensiones (agujeros, fisuras,
cambios de sección)
Rugosidad superficial
Estado superficial
Medio ambiente (fatiga por corrosión)
Fatiga
Δσ
Ν
Δσ
Ν
FatigaΔσ
Fatiga
σm < 0
σm = 0
Ν
σm > 0
Δσ
a1 > a2
Ν
Fatiga
Δσ
60 cpm
6 cpm
Ν
Δσ
700 ºC
800 ºC
Ν
Fatiga
Diseño
daño
Vida segura
Tolerancia al daño
tI
Enfoque clásico
Enfoque moderno
>
>
tPtiempo
tensional
mecánica de fractura
Fatiga
σ
σr
Diagrama de Smith
σf
σm
Fatiga
Enfoque fractomecánico
En una placa en la rotura
σNR = KIC / (πa)1/2
KIC = σNR (πac)1/2 f(αc) (a, condicionesde apoyo, geometría...)
con cargas cíclicas
σmax --------
KImax = σNmax (πa)1/2 f(α)
σmin --------
KImin = σNmin (πa)1/2 f(α)
ΔKI = ΔσN (πa)1/2 f(α)
aunque ΔσN = cte, la fisura crece lo mismo queΔKI
Experiencias de Paris
Fatiga
Δσ = cte
a
a01 < a02 < a03
a0 = cte
a
tiempo
σ 1 < σ2 < σ3
tiempo
> tamaño inicial de fisura (a) > velocidad de crecimiento
> tensión aplicada (σ)
>...
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