Ingeniero
Páginas: 16 (3830 palabras)
Publicado: 8 de diciembre de 2009
RESUMEN
En ingeniería y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas (fuerzas repetidas aplicadas sobre el material) se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirían la rotura.
La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas atensiones dinámicas y fluctuantes (puentes, automóviles, aviones, etc.). Su principal peligro es que puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática, y aparecer sin previo aviso, causando roturas catastróficas. Es un fenómeno muy importante, ya que es la primera causa de rotura de los materiales metálicos (aproximadamente el 90%).
Encuanto al cálculo de esfuerzos en engranes, la falla por fatiga es el criterio principal que se toma en cuenta para su diseño, pudiendo presentarse la falla de dos maneras:
1. Fractura por fatiga debido a esfuerzos fluctuantes en la raíz del diente.
2. Fatiga superficial (picaduras) sobre la superficie de los dientes.
El objetivo del presente trabajo es hacer un análisis de ambos modos defalla para un par de engranajes de diente recto utilizados en la transmisión de un vehículo todo terreno tipo Baja SAE*, los cuáles presentaron picaduras en sus dientes tras haber trabajado durante un tiempo total estimado de 24 horas.
El análisis fue realizado mediante los cálculos de los esfuerzos tanto superficiales como de flexión a los que fueron sometidos los engranajes; para ellos seutilizó la metodología de AGMA (American Gear Manufacturing Association), la cual provee ecuaciones y tablas con datos basados en ensayos experimentales que proveen un diagnostico muy aproximado de las causas de falla de los engranes.
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* SAE es la Sociedad de Ingenieros Automotrices de los EUA, enla cual uno de sus objetivos principales es fomentar la participación de estudiantes de ingeniería en proyectos ingenieriles (como Baja SAE) para contribuir a su desarrollo profesional. http://students.sae.org/competitions/bajasae/
ABSTRACT
In engineering field, specially science of materials, fatigue of materials refers to a phenomenon whereby the rupture of materials under cyclic dynamicloads (forces repeatedly applied to the material) occurs at lower load than the static load would produce the rupture.
Fatigue is a type of failure that occurs in structures subjected to dynamic and fluctuating stresses (bridges, cars, airplanes, etc.). The main concern is that it may occur at lower stress than the tensile strength or elastic limit for a static load, and it appears withoutprevious warning, causing catastrophic ruptures. It’s a very important phenomenon because this is considered the leading cause of rupture of metallic materials (approximately 90%).
Regarding the calculation of gear stresses, failure by fatigue is the main criteria to be taken into account for designing. Failure may occur in two ways:
1. Fatigue fracture due to fluctuating stress on toothroot.
2. Surface fatigue (pitting) on the surface teeth.
The aim of this paper is to analyze both modes of failure for a couple of spur gears used in an ATV Baja SAE’s* drivetrain. They presented tooth pitting after working for an average time of 24 hours.
The analysis was conducted by calculations of both: surface stresses and flexion stresses under working conditions of spur gears,AGMA´s methodology (American Gear Manufacturing Association) was used for this purpose, which provides equations and data information based on experimental testing and provides a very accurate diagnosis for the causes of failure on spur gears.
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En ingeniería y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas (fuerzas repetidas aplicadas sobre el material) se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirían la rotura.
La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas atensiones dinámicas y fluctuantes (puentes, automóviles, aviones, etc.). Su principal peligro es que puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática, y aparecer sin previo aviso, causando roturas catastróficas. Es un fenómeno muy importante, ya que es la primera causa de rotura de los materiales metálicos (aproximadamente el 90%).
Encuanto al cálculo de esfuerzos en engranes, la falla por fatiga es el criterio principal que se toma en cuenta para su diseño, pudiendo presentarse la falla de dos maneras:
1. Fractura por fatiga debido a esfuerzos fluctuantes en la raíz del diente.
2. Fatiga superficial (picaduras) sobre la superficie de los dientes.
El objetivo del presente trabajo es hacer un análisis de ambos modos defalla para un par de engranajes de diente recto utilizados en la transmisión de un vehículo todo terreno tipo Baja SAE*, los cuáles presentaron picaduras en sus dientes tras haber trabajado durante un tiempo total estimado de 24 horas.
El análisis fue realizado mediante los cálculos de los esfuerzos tanto superficiales como de flexión a los que fueron sometidos los engranajes; para ellos seutilizó la metodología de AGMA (American Gear Manufacturing Association), la cual provee ecuaciones y tablas con datos basados en ensayos experimentales que proveen un diagnostico muy aproximado de las causas de falla de los engranes.
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* SAE es la Sociedad de Ingenieros Automotrices de los EUA, enla cual uno de sus objetivos principales es fomentar la participación de estudiantes de ingeniería en proyectos ingenieriles (como Baja SAE) para contribuir a su desarrollo profesional. http://students.sae.org/competitions/bajasae/
ABSTRACT
In engineering field, specially science of materials, fatigue of materials refers to a phenomenon whereby the rupture of materials under cyclic dynamicloads (forces repeatedly applied to the material) occurs at lower load than the static load would produce the rupture.
Fatigue is a type of failure that occurs in structures subjected to dynamic and fluctuating stresses (bridges, cars, airplanes, etc.). The main concern is that it may occur at lower stress than the tensile strength or elastic limit for a static load, and it appears withoutprevious warning, causing catastrophic ruptures. It’s a very important phenomenon because this is considered the leading cause of rupture of metallic materials (approximately 90%).
Regarding the calculation of gear stresses, failure by fatigue is the main criteria to be taken into account for designing. Failure may occur in two ways:
1. Fatigue fracture due to fluctuating stress on toothroot.
2. Surface fatigue (pitting) on the surface teeth.
The aim of this paper is to analyze both modes of failure for a couple of spur gears used in an ATV Baja SAE’s* drivetrain. They presented tooth pitting after working for an average time of 24 hours.
The analysis was conducted by calculations of both: surface stresses and flexion stresses under working conditions of spur gears,AGMA´s methodology (American Gear Manufacturing Association) was used for this purpose, which provides equations and data information based on experimental testing and provides a very accurate diagnosis for the causes of failure on spur gears.
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