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Copy of Ensayo de fatiga

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by

javier fernandez

on 12 July 2013

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Transcript of Copy of Ensayo de fatiga

ENSAYO DE FATIGA

JAVIER HDZ HDZ
ALEJANDRO AGUILAR

¿ Qué es la fatiga?
Norma ASTM
Montaje del ensayo
Resultados del ensayo
Maquinaria
Curvas de esfuerzos
Norma ASTM para el ensayo de fatiga
Probetas
Esta normativa ha sido desarrollada por la ASTM como estándares para la realización de ensayos de materiales estableciendo las condiciones y procedimientos mas adecuados para la obtención de buenos resultados.
Normas aplicadas a ensayos de fatiga

ASTM E466-96

ASTM E739-91
Las probetas empleadas para los ensayos de fatiga son pulidas antes de ser ensayadas y la rugosidad superficial es medida.Esto es necesario debido a que la rugosidad superficial afecta significativamente a la vida a fatiga.
Límite de fatiga
Gráfica log-log de Whöler
Ecuaciones
Gráfica
Rango de esfuerzo
Es la diferencia algebraica entre el esfuerzo máximo y el mínimo.
Esfuerzo alternante
Es una mitad del rango de esfuerzo
Esfuerzo medio
Es el promedio entre el esfuerzo máximo y mínimo.
Radio de esfuerzo
Amplitud de radio
En ingeniería y, en especial, en ciencia de los materiales, 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.
¡VEAMOS!
Fallas por fatiga
La fatiga es causante de al menos el
90%
de todas las fallas en el servicio
debido causas mecánicas.
Variaciones
FACTORES BASICOS PARA PRODUCIR UN FALLA POR FATIGA
1.Una tensión de tracción máxima con un valor lo suficientemente elevado.
2.Una variación o fluctuación suficiente larga en la tensión aplicada.
3.Un número suficientemente largo de ciclos de esfuerzo aplicado.
Es reconocido actualmente que el limite de fatiga es realmente una cantidad estadística que requiere técnicas especiales para una determinación exacta.
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
La característica más peligrosa de estos
fallos es que se producen con deformaciones
pequeñas del sistema estructural,
incluso en materiales
con comportamiento dúctil que,
con carga, estática, se deforman
mucho antes de romper.
ASPECTOS CUALITATIVOS
DE LA FATIGA
Inicio( Estado I)
Las grietas de fatiga suelen iniciarse en alguna fuente local de concentración de tensiones, preferentemente en la superficie de las piezas.
El factor (Kb) esta íntimamente relacionado con el diámetro de la probeta.
(c)TEMPERATURA(Kc)
Para tener en cuenta el efecto de reducción de resistencia a la fatiga, se utiliza el factor de temperatura, Kc, que varía entre 0 y 1, dependiendo de la temperatura: cero cuando la resistencia es nula y uno cuando la resistencia para vida infinita es igual al límite de fatiga.
Cada valor del coeficiente es experimental y depende de cada material.

El comportamiento de los materiales sometidos a cargas variables es diferente a aquellos que están sometidos a cargas estáticas; mientras que una pieza soporta una gran carga estática, la misma puede fallar con una carga mucho menor si ésta se repite un gran número de veces. Los esfuerzos variables en un elemento tienden a producir grietas que crecen a medida que éstos se repiten, hasta que se produce la falla total; este fenómeno se denomina fatiga.
La teoría de fatiga con bajo numero de ciclos o fatiga de siclos bajos (low-cycle fatigue) el cual esta relacionado estrechamente con el comportamiento elastoplástico de los materiales y la teoría de alto numero de ciclos, fatiga de ciclos altos (high-cycle fatigue) mas 1.000 ciclos.
Propagación:
Las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase
La grieta crece por un proceso de enrodamiento y agudizamiento de la punta a causa de los ciclos de tensión.
Rotura:
Se alcanza una dimensión crítica de la grieta y se produce la rotura.
DISEÑO PARA LA FATIGA
Hay distintas filosofías en materia de diseño para la fatiga que debe ser entendido para poner este tema tan extenso en la perspectiva adecuada.

1. Vida infinita de diseño. Este criterio de diseño se basa en mantener las tensiones en alguna fracción de fatiga límite de acero. Cómo siempre, para situaciones en la cual la parte se somete a ciclos muy grandes de tensión uniforme que es un criterio válido de diseño.

2. Vida segura de diseño. Se basa en la suposición de que la parte es inicialmente libre de defectos y tiene una vida finita en cual se puede desarrollar una grieta crítica. En este enfoque de diseño se debe considerar que la vida de la figura de la tensión constante estrés está sujeta a grandes cantidades de dispersión estática.
3. Diseño a prueba de fallos: el diseño a aprueba de fallos busca que las grietas de fatiga no nos conduzca al fracaso antes de que las fallas puedan ser detectadas y reparadas. Se emplean entonces varias rutas de carga (algunos casos) e incorporación de topones de grietas en la estructura junto con una regulación rígida para la inspección y la detección de grietas.

4. Diseño de tolerancias de daños: Este supone que habrá grietas por fatiga en la estructura. Las técnicas de mecánica de fracturas la utilizan para determinar si las grietas crecerán lo suficientemente grande para causar un fallo antes de que estén seguros de ser detectadas, durante un periodo de inspección. El énfasis de este enfoque de diseño está en el uso de materiales con alta resistencia a la fractura y el crecimiento de la grieta lento.
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