teorias de fallas

UNIDAD 1
TEORÍAS DE FALLA, CONCENTRACIÓN, ESFUERZO, FATIGA
MODOS DE FALLAS
Llamamos modo de falla al fenómeno o mecanismo responsable del evento o condición de falla. En este sentido, los modos de falla que en general pueden afectar a un componente estructural, son:
· Inestabilidad elástica (pandeo local o generalizado)
· Excesiva deformación elástica
· Excesiva deformación plástica(fluencia generalizada)
· Inestabilidad plástica (estricción, pandeo plástico)
· Fatiga de alto ciclo y bajo ciclo
· Corrosión, erosión, corrosión-fatiga, corrosión bajo tensiones, etc.
· Creep y creep-fatiga
· Fractura rápida (frágil, dúctil, mixta)
Los cuatro primeros modos de falla pueden ser atribuidos fundamentalmente a falencias en el diseño del elemento estructural (excepto en el caso enque la falla se produzca como consecuencia de una carga superior a las máximas previstas en el diseño). Los cuatro modos mencionados en último término, si bien pueden ser causados por un diseño incorrecto, obedecen muchas veces a factores introducidos durante las etapas de fabricación del elemento. En particular los problemas de fatiga, corrosión y fractura rápida suelen estar estrechamenterelacionados con las operaciones de soldadura que se hayan utilizado.
* Falla tipo elástica: consideremos que sucede cuando una carga de tensión a un material “x” de tal manera que el esfuerzo y la deformación unitaria van del origen O al punto A sobre la curva esfuerzo-deformación unitaria. También debemos suponer que cuando la carga se retira el material sigue la misma curva de regreso al origen O.esta propiedad por medio de la cual en material recupera sus dimensiones originales al ser descargado.
* Falla por plasticidad: la característica principal de un material que sufre fallas por plasticidad es aquella que sufre deformaciones unitarias no elásticas más allá de su límite de plasticidad, donde esta deformación es permanente e irreversible. Esta región esta gráficamente después de lazona elástica.
Su origen es a nivel micro y macroscópico, pero en los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones. Los factores que influyen para esta deformación es el proceso carga/descarga, diferentes tipos de carga y temperaturas elevadas.
* Falla por fractura: la definición de fractura es simple, es cuando la pieza de divide en dos partes.La falla por fractura se genera por fatiga, en el mayor de los casos, en los que el material se rompe antes de tener una deformación grande.
* Falla por corrosión: se genera por la pérdida de material en el espesor de un elemento o en la reducción de dimensiones de una sección. Se origina por una acción química o ambiental.
* Falla por cambio de material: aquí simplemente tenemos que verificarque el material con el cual se va a sustituir una pieza tenga las mismas especificaciones o lo más cercana posible, ya que generarías otros tipos de fallas en la pieza.
* Fallas por creep (termo fluencia): como la deformación plástica dependiente del tiempo a temperaturas elevadas y esfuerzos constantes de un material. Dicho material puede estirarse y finalmente fallar, aun si el esfuerzoaplicado es menor que el de fluencia a tal temperatura (temperatura de acción). Se produce en todo tipo de materiales; en los metales es importante solamente a temperaturas superiores a 0,4Tm, donde Tm es la temperatura absoluta de fusión. Se origina por una difusión de vacancias, con cambios de forma en los granos En el alargamiento inicial se da la deformación instantánea de la probeta, la cual esprincipalmente elástica.
La fluencia primaria, corresponde a una zona de velocidad de fluencia decreciente, es decir, la pendiente de la curva disminuye con el tiempo. Esto indica el hecho de que las alteraciones estructurales, que ocurren en el metal, actúan para retardar los procesos de flujo normal.
La fluencia secundaria, corresponde a un período de velocidad de fluencia constante, como...