LIMITE DE FATIGA EN PIEZA
LIMITE DE FATIGA EN PIEZA
No existen materiales iguales, no existen valores de una magnitud iguales
y no existen métodos de evaluación sin error ?
? solución ? confiabilidad de carácter estadístico
LIMITE DE FATIGA EN PIEZA
No existe registro de perdida de capacidad a la fatiga por bajas temperaturas
Los materiales son insensibles al aumento de temperatura hasta
determinado valor (aproximadamente el del cambio alotrópico del Fe), por
encima del cual el limite a fatiga se reduce apreciablemente.
LIMITE DE FATIGA EN PIEZA
ke = efecto por tipo de solicitación de la pieza
Experimentalmente
Para flexión ke = 1 Ensayo de referencia
Para tracción ke ˜ 0,85 (regresión ke = 1,23*Sult-0,0778)
Para torsión ke = 0,6 (regresión ke = 0,328*Sult0,125)
Para corte no hay referencias de ensayos (probablemente por
la poca magnitud relativa a otras cargas que tiene
generalmente el corte)
LIMITE DE FATIGA EN PIEZA
Kf: Factor por efecto de causas varias ? evaluación experimental
CONCENTRACION DE ESFUERZOS
Cualquier discontinuidad superficial es fuente de concentración de
esfuerzos.
Kf = Coeficiente de concentración de tensiones (actúa aumentando el valor de las cargas externas sobre la pieza)
Kt : Factor teórico de concentración de esfuerzos
Kt es independiente del material, depende solamente de la geometría
de la pieza y del concentrador (es valido para carga estática o fatiga y
en cualquier material) (Recordar estudio analítico)
Sensibilidad a la Entalla
q = Factor de sensibilidad a la entalla ? es característico de solicitaciones
de fatiga, depende del material y es afectado por la ductilidad del material.
FATIGA BAJO ESFUERZOS FLUCTUANTES
Esfuerzos fluctuantes son aquellos en que la tensión media es distinta de 0
Esfuerzos pulsantes
( sm= smax/2) (smin=0)
Esfuerzo pulsante de tracción
( sm > (smax – smin) /2
Esfuerzo fluctuante general
Casos de sm ? 0
FATIGA BAJO ESFUERZOS FLUCTUANTES
El estudio de casos en que sm ? 0, es también de base netamente
experimental.
Consiste en fijar un valor medio y determinar por ensayo destructivo el valor
de la carga externa para el cual la probeta
rompe por fatiga en el numero de ciclos
previsto. El ensayo se repite para
distintos valores de esfuerzo medio.
Un ensayo completo para cada numero
de ciclos (en general para 10^6 ciclos)
Grafica de Smith modificada por
esfuerzo de fluencia en primer ciclo
para 10^6 ciclos ? ordenada al origen
es el limite a la fatiga para caso
de esfuerzos alternantes (sm=0)
FATIGA BAJO ESFUERZOS FLUCTUANTES
El diagrama de Goodman modificado surge del abatimiento de la recta de
tensiones medias a 45º del diagrama de Smith sobre el eje de abcisas y el
consecuente de la recta de Sy constante (fluencia de 1er ciclo).
Dado que las rectas fijan el limite de esfuerzos admisibles, cualquier
estado de carga que pueda describirse con un par de coordenadas sm y
sa que determinen un numero por debajo ellas no provocara falla por fatiga.
Ensayo estándar N = 10^6 ciclos
CRITERIOS (ESPACIOS) DE SEGURIDAD
Goodman – mod. Soderberg Gerber ASME-elíptico Langer
Concepto de Coeficiente de seguridad n
ENFOQUE GENERAL DE PROBLEMAS
1)Dado el material conocer el limite a fatiga en probeta para la vida prevista.
2)Determinar los factores que determinan el limite a fatiga en pieza.
3)Determinar la sección critica y los coeficientes de concentración de tensiones
4)Determinar esfuerzos característicos medio y alternante del estado de carga
5) Determinar el criterio (espacio) mas conveniente
6) En las formulas de los espacios de seguridad figuran las siguientes variables
de proyecto: Material, geometría, coeficiente de seguridad, vida prevista.
Teniendo en cuenta cuales son los predefinidos como datos se pueden
determinar los otros.
CASOS DE CICLOS COMPUESTOS
-Las cargas absolutamente variables pueden resolverse como una
sumatoria de funciones senoidales (Series de Fourier)
-Hay casos en que se cumplen distintos ciclos alternos conocidos
Se aplica el criterio de daños acumulativo lineal ( o de Miner lineal)
D = ? ni / Ni < 1
En que ni es el numero de ciclos en que esta aplicada la carga i
Ni es el numero de ciclos que soportaría la pieza si la carga aplicada
en el ciclo i fuera el limite a la fatiga.
Limitación: Se aplica estrictamente solo a cargas alternantes y para vida
finita.
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