Teorias De Las Fallas Por Fatiga

TEORIAS DE LAS FALLAS POR FATIGA
1.-MECANISMO DE LAS FALLAS POR FATIGA
Las fallas por fatiga siempre empiezan en una grieta. La grieta pudiera haber estado presente en el material desde su manufactura o haberse presentado a lo largo del tiempo.
Los miembros estructurales contienen discontinuidades, desde microscópicos (<0.010 in) hasta macroscópicos, introducidos en el proceso demanufactura o de fabricación. Las grietas por fatiga se inician en una musca o en otra concentración de esfuerzo.

* ETAPA DE INICIACION DE LAS GRIETAS
Suponga que el material no tenía grietas, pero tiene la colección normal de partículas, inclusiones, etcétera. A escala microscópica, los metales no son homogéneos ni isotrópicos. Como los esfuerzos en las muescas oscilan, puede ocurrir fluenciaplástica local debido a concentración de esfuerzo. La fluencia plástica local causa distorsión, creando bandas de deslizamiento (regiones de deformaciones intensas producidas por movimientos cortantes). Conforme los esfuerzos se alteran, aparecen más bandas de deslizamiento, las que forman grietas microscópicas.
Los materiales menos dúctiles no tienen la misma capacidad de fluencia plástica que losdúctiles y tenderán a generar grietas con mayor rapidez.
* ETAPA DE PROPAGACION DE LAS GRIETAS
Una vez establecida una micro grieta crea concentraciones de esfuerzos superiores a los de la muesca, lo que provoca una zona plástica en el extremo de la grieta cada vez que el esfuerzo a tensión la abre. Cuando el esfuerzo se alterna desde un régimen de esfuerzo a compresión hasta cero o a tensión lobastante inferior, la grieta se cierra, la fluencia plástica cesa momentáneamente y de nuevo la grieta se vuelve aguda, aunque con una dimensión mayor. Las fallas por fatiga se consideran causadas por esfuerzos a tensión. Los esfuerzos alternantes que sean siempre a compresión no causaran crecimiento de grietas, ya que en ese caso aquellos tienen tendencia a cerrarlas.
La combinación de unesfuerzo y de un entorno corrosivo se conoce como corrosión por esfuerzo o agrietamiento asistido por el entorno.
Si la parte esta esforzada cíclicamente en un entorno corrosivo, la grieta crecerá con mayor rapidez que como resultado de cualquiera de los factores solos. También se conoce como fatiga a la corrosión.

* FRACTURA
La grieta continuara en tanto estén presentes esfuerzos cíclicos atensión y/o factores de corrosión. Llegado algún momento, el tamaño de la grieta se hace lo bastante grande como para elevar el factor de intensidad de esfuerzo K, en el extremo de la grieta al nivel de la tenacidad a la fractura del material Kc, y en el siguiente ciclo de esfuerzo a tensión ocurre al instante la falla súbita.
Este mecanismo de falla es el mismo, sin importar que la situación K=Kc.El resultado es el mismo, una falla súbita y catastrófica, sin advertencia.

2.- MODELOS DE FALLA POR FATIGA
Actualmente hay en uso tres modelos de falla por fatiga.

* EL PROCEDIMIENTO ESFUERZO-VIDA
Es un modelo baso en esfuerzo, que busca determinar una resistencia a la fatiga y/o un límite de resistencia a la fatiga para el materia, de forma que los esfuerzos cíclicos se puedanmantener por debajo de este nivel y evitar que falle durante el numero de ciclos requerido. La pieza se diseña entonces con base en la resistencia a la fatiga del material, a demás de un factor de seguridad. El procedimiento esfuerzo-vida permite el diseño de piezas para una vida infinita sujetos a cargas cíclicas.

* EL PROCEDIMIENTO DEFORMACION-VIDA
Dado que la iniciación de una grieta implicafluencia, los procedimientos clásicos basados en esfuerzos no pueden modelar de manera adecuada este período del proceso. Este período requiere de un modelo basado en deformaciones. Por lo tanto, el procedimiento de deformación – vida es muy útil en situaciones donde se sabe que los esfuerzos cíclicos son lo bastante elevados como para causar fluencia plástica local. Con este procedimiento...