teorias de falla

Teorías de Falla

Estabilidad IV – UNS -2007

Falla
En términos generales, cuando hablamos de falla
nos referimos a la imposibilidad de una estructura, o
de alguna de sus partes de funcionar de la manera
prevista, o para la cual fue diseñada.
diseñada.
La falla no implica necesariamente rotura.

Estabilidad IV – UNS -2007

Escalas
Macro estructura: aproximadamente de milímetros aestructura:
varios metros. Corresponde a fallas de estructuras
civiles, autos, aviones, cañerías.
Micro estructura: del orden de micrones, tales como
estructura:
granos de aleaciones o fibras de compuestos.
Nano estructura: a nivel atómico.
estructura:

Factores que intervienen en la falla
de un elemento estructural
Naturaleza del material. La característica de
material.
ductilidado fragilidad de un material es relevante en
el mecanismo de falla.
En general un material dúctil (acero, aluminio y otros
metales ), soporta grandes deformaciones y fallará
por fluencia.
fluencia.
Un material frágil (hormigón, vidrio, cerámica, etc),
etc),
fractura.
fallará por fractura.
Esto no es absolutamente rígido y un mismo material
puede fallar por fluencia o por fracturadependiendo
del estado de tensiones, temperatura, etc.
Estabilidad IV – UNS -2007

Factores que intervienen en la falla
de un elemento estructural

Velocidad de aplicación de la carga. Cuando la velocidad
carga.
es elevada, o sea las cargas son dinámicas, aparecen
una variedad de fenómenos que pueden ser adversos
tales como impacto, aceleración, vibración. Por lo
general, las cargas queproducen velocidades de
deformación del orden de 10-4 1/s se consideran cargas
estáticas.
Forma del cuerpo. Por ejemplo relaciones de esbeltez
cuerpo.
Irregularidades de la superficie
Temperatura. Un mismo material puede tener
comportamiento frágil o dúctil a distintas temperaturas.
Condiciones ambientales

Estabilidad IV – UNS -2007

Formas de Falla
Deformación permanente

FracturaEstabilidad IV – UNS -2007

Formas de Falla
Creep

Estabilidad IV – UNS -2007

Formas de Falla
Fatiga

Estabilidad IV – UNS -2007

Formas de Falla
Inestabilidad

Desplazamientos elásticos
excesivos
Estabilidad IV – UNS -2007

Formas de Falla
Corrosión

DAÑO POR CORROSIÓN MICROBIOLÓGICA EN TUBERÍA
DE CONDUCCIÓN DRENAJE DE AGUAS SERVIDAS

Estabilidad IV – UNS -2007Formas de Falla
Desgaste

Falla por desgaste erosivo en
rodete impulsor de bomba

Debonding (mat.compuestos)
Delamination (mat. Compuestos)
Estabilidad IV – UNS -2007

Falla estática – Falla por Fluencia
(materiales isótropos y homogéneos)

Es la falla característica de los materiales dúctiles.
dúctiles.
Se manifiesta con grandes deformaciones.
deformaciones.
El origen de lafluencia está en el deslizamiento de
los cristales de la estructura microscópica del
material.
En este deslizamiento entre planos, las tensiones de
corte juegan un papel importante.
Estabilidad IV – UNS -2007

Falla estática – Falla por Fluencia
Influenciada por concentración de tensiones, donde
tensiones,
suele ocurrir una deformación plástica localizada.

Estabilidad IV – UNS -2007Falla estática – Falla por Fluencia
La caracterización de la falla por fluencia está dada
por la tensión de fluencia del ensayo de tracción
simple.
simple.

σ

σ Fl

ε
Estabilidad IV – UNS -2007

Falla estática – Falla por Fractura
El material se separa en dos o más partes creando
nuevas superficies.
El origen suele estar en defectos del material a nivel
microestructural
Es lafalla característica de los materiales frágiles,
frágiles,
pero también los dúctiles pueden presentar este tipo
de falla. En estos materiales, pequeñas fisura pueden
propagarse rápidamente, merced a regiones de alta
concentración de tensiones, hasta la rotura total.
Estabilidad IV – UNS -2007

Falla estática – Falla por Fractura
Las tensiones de tracción juegan un papel importante
en...