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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGERIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL TICOMAN

DEPARTAMENTO DE LABORATORIOS Y TALLERES
LABORATORIO DE ENSAYE DE MATERIALES

NOMBRE DE LA PRACTICA: “ENSAYO DE FATIGA”
NUMERO DE LA PRÁCTICA: 2

NOMBRE DEL ALUMNO:

8 DE MARZO DE 2013
NOMBRE DEL PROFESOR QUE IMPARTE LA PRÁCTICA: ALFONSO ESPINOSA PICAZO

FECHA DEENTREGA: 15 DE MARZO DE 2013



CONSIDERACIONES TEORICAS
La fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, amediados del siglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos.
1. Denominado ciclo de cargarepetida, los máximos y mínimos son asimétricos con respecto al nivel cero de carga.
2. Aleatorio: el nivel de tensión puede variar al azar en amplitud y frecuencia.
La amplitud de la tensión varía alrededor de un valor medio, el promedio de las tensiones máxima y mínima en cada ciclo:


El intervalo de tensiones es la diferencia entre tensión máxima y mínima

La amplitud de tensión es lamitad del intervalo de tensiones

El cociente de tensiones R es el cociente entre las amplitudes mínima y máxima

Por convención, los esfuerzos a tracción son positivos y los de compresión son negativos. Para el caso de un ciclo con inversión completa de carga, el valor de R es igual a -1.
Inicio y propagación de la grieta
El proceso de rotura por fatiga se desarrolla a partir del inicio de lagrieta y se continúa con su propagación y la rotura final.
Inicio
Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensión (originadas por diseño o acabados, ver Factores).
Las cargas cíclicas pueden producir discontinuidades superficiales microscópicas a partir de escalones producidos por deslizamiento dedislocaciones, los cuales actuarán como concentradores de la tensión y, por tanto, como lugares de enucleación de grietas.
Propagación
Etapa I: una vez nucleada una grieta, entonces se propaga muy lentamente y, en metales poli cristalinos, a lo largo de planos cristalográficos de tensión de cizalladora alta; las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase.
Etapa II: la velocidad deextensión de la grieta aumenta de manera vertiginosa y en este punto la grieta deja de crecer en el eje del esfuerzo aplicado para comenzar a crecer en dirección perpendicular al esfuerzo aplicado. La grieta crece por un proceso de enromamiento y agudizamiento de la punta a causa de los ciclos de tensión.
Rotura
Al mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, el extremo avanza por continuadeformación por cizalladora hasta que alcanza una configuración enromada. Se alcanza una dimensión crítica de la grieta y se produce la rotura.
La región de una superficie de fractura que se formó durante la etapa II de propagación puede caracterizarse por dos tipos de marcas, denominadas marcas de playa y estrías. Ambas indican la posición del extremo de la grieta en diferentes instantes y tienen elaspecto de crestas concéntricas que se expanden desde los puntos de iniciación. Las marcas de playa son macroscópicas y pueden verse a simple vista.
Las marcas de playa y estrías no aparecen en roturas rápidas.







Factores que intervienen
Son diversos los factores que intervienen en un proceso de rotura por fatiga aparte de las tensiones aplicadas. Así pues, el diseño, tratamiento...