resistencia a la fatiga


RESISTENCIA A LA FATIGA

1. OBJETIVOS

1.1. Analizar el comportamiento de los metales ante cargas variables
1.2. Construir la curva de fatiga de los metales y determinar el esfuerzo crítico
1.3. Realizar el procedimiento normalizado para el ensayo de fatiga

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1. Fatiga

Es un fenómeno que conduce a la rotura de una pieza mecánica a causa del esfuerzo. Secomprueba mediante el doblado alternativo de un alambre en un sentido y en otro. En un instante determinado la rotura se produce incluso con esfuerzos mínimos.

Figura 1. Diagrama esquemático de una máquina de ensayo de fatiga por flexión rotativa

2.2. Esfuerzo crítico

La mayoría de los metales existe un esfuerzo crítico, por debajo del cual la rotura sólo se produce al cabo de unconsiderable período o número de ciclos. Dicho esfuerzo crítico, expresado en N/mm2, se denomina límite de fatiga. No obstante, debe recalcarse que el límite de fatiga es el número límite, es decir, a esa tensión cíclica el material no se fracturaría.

2.3. Velocidad de propagación de la grieta

A pesar de las medidas que se toman para minimizar la posibilidad de rotura por fatiga, siempre existengrietas y lugares donde pueden nuclearse en los componentes estructurales. Bajo la influencia de tensiones cíclicas, las grietas se forman y se propagan de forma inevitable; si este proceso no es evitado, al final puede conducir a la rotura.


2.4. Efectos superficiales

En muchas situaciones comunes es que se aplican cargas, la tensión máxima es un componente ocurre en la superficie. Porconsiguiente. La mayoría de las grietas que producen facturas por fatiga se originan en la superficie, concretamente en concentradores de tensión. Por tanto, se ha observado que la vida a la fatiga es especialmente sensible a las condiciones y configuración de la superficie del componente. Numerosos factores influyen en la resistencia de la fatiga, el control adecuado de los cuales conducirá a un aumentode resistencia a la fatiga. Entre estos factores se encuentran los criterios de diseño así como los tratamientos superficiales.


2.5. Tratamientos superficiales

Durante las operaciones de mecanizado, se producen inevitablemente pequeñas ralladuras y surcos en la superficie de la pieza por acción de la herramienta de corte. Estas marcas superficiales pueden limitar la vida fatiga. Se haobservado que mejorando el acabado superficial mediante pulido aumenta significativamente la vida a fatiga.
Uno de los métodos más efectivos de aumentar el rendimiento a la fatiga es mediante esfuerzos residuales de compresión dentro de una capa delgada superficial. Por consiguiente, cualquier tensión externa de tracción es parcialmente contrarrestada y reducida en magnitud por el esfuerzoresidual de compresión. El efecto neto es que la probabilidad de nucleación de la grieta y por lo tanto de rotura por fatiga se reduce.

Acero cementado con gran dureza superficial


3. EQUIPOS Y MATERIALES DE TRABAJO

Implementos
Materiales y equipos de trabajo
Cantidad
Condición


Bueno
Regular
Deficiente
Computadora con el programa TESXPERT instalado
01
X


Equipo de ensayo defatiga ZWICH / ROELL
01
X


Probetas de acero 1020
05
X



4. PROCEDIMIENTO

Identificamos los materiales que se van a utilizar en el ensayo y realizamos la medición de los diámetros de las cinco probetas entregadas con ayuda del pie de rey.
Encendemos la computadora y abrimos el programa tesXpert
Luego, nos dirigimos al equipo de ensayo de fatiga y abrimos la carcasa de plástico.Marcamos con un plumón una distancia de 30 mm desde el borde de la probeta en ambos extremos para realizar un centrado rápido y preciso.

Colocamos las probetas en las mordazas y seguidamente medimos, con ayuda de un compás la distancia “d”




Nos dirigimos al software testXpert y preparamos las latas con billas con una carga de 1.7 – 1.6 – 1.5 – 1.4 – 1.3 Kg para cada probeta.
Nos...