Fatiga-2.pptx

“UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO”

PROFESORA

: Terrones Abanto, Sofía Cristina

TEMA

: Fatiga

CURSO

: Mecánica de materiales

INTEGRANTES

: - Guerrero Bacón, Ulises - Romero Hernández, Yamir - Palomino Ventura, Gian - Guerrero Caja, Sadan

FATIGA 1- INTRODUCCIÓN

Entre piezas y componentes mecánicos que están sometidos a cargas cíclicas o variables, la rotura por fatiga es una de las causas más comunes de agotamiento de los materiales. En efecto, la resistencia mecánica de un material se reduce cuando sobre él actúan cargas cíclicas o fluctuantes, de manera que transcurrido un número determinado de ciclos de actuación de la carga, la pieza puede sufrir una rotura. El número de ciclos necesarios para generar la rotura de la pieza dependerá de diversos factores, entre los cuales están la amplitud de la carga aplicada, la presencia de entallas, de pequeñas grietas, microfisuras e irregularidades en la pieza, etc.

2- CONCENTRACIÓN DE TENSIONES  Como norma general, se debe tener presente que aparecen concentraciones de

tensiones en aquellas zonas de las piezas donde existan irregularidades en su geometría (orificios, esquinas entrantes, cambios de sección...), o bien haya presencia de elementos extraños o inclusiones, etc.

 Pero por otro lado, es muy habitual diseñar piezas y componentes mecánicos con este

tipo de características, es decir, que presenten secciones o geometrías variables, con esquinas entrantes, agujeros, cambios en las secciones rectas de los elementos, etc.

 Ejemplo de piezas que presentan zonas de concentración de tensiones son los ejes

giratorios de transmisión, que generalmente poseen rebordes en sus zonas de apoyo para que los cojinetes asienten adecuadamente y puedan soportar carga axial, y además pueden incluir también chaveteros. Otro caso son los pernos de anclaje que presentan un cambio de su sección transversal tanto en la cabeza como en la zona de rosca, etc., etc.

3- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FATIGA  Factor de fiabilidad.

Éste es el único factor que se aplica sobre la tensión aplicada para vida de mil ciclos, los demás corrigen el límite de fatiga. Tiene en consideración el carácter estadístico de la curva de manera que presenta unos valores que pueden ser empleados en caso de no tener datos suficientes sobre los ensayos como para poder realizar un estudio estadístico riguroso. A continuación se presentan unos valores recomendados para S1000 así como para CR para realizar una estimación:

 Factor por el tipo de carga en el límite de fatiga

Habitualmente los ensayos para determinar la vida a fatiga se realizan con cargas de flexión. Sin embargo, las piezas son solicitadas con otros tipos de cargas que hay que tener en cuenta. Para una misma tensión nominal máxima en flexión y con carga axial, el material se ve más afectado por la fatiga en el caso de carga axial. Por esta razón cuando se trata de cargas axiales se aplica un coeficiente que varía entre 0.7 y 0.9 en función de si existe cierta excentricidad en la aplicación de la carga.

 Factor por acabado superficial en el límite de fatiga

Dado que las grietas suelen iniciarse en la superficie, el estado de ésta es muy importante ya que en caso de que existan concentradores de tensión se facilita la aparición de grietas. Estos fallos en la superficie pueden estar en forma de irregularidades que actúen como entallas o en forma de tensiones residuales. Los tratamientos superficiales pueden generar tensiones residuales en la superficie del material que pueden actuar reduciendo o aumentando (en el caso de tensiones residuales de compresión) la resistencia a fatiga. En general el acabado superficial influye más en el caso de ensayos a alto número de ciclos donde la iniciación de la grieta tiene más importancia.

 Factor por tamaño de la probeta en el límite de fatiga

El tamaño de la pieza sometida a las cargas también influye en su resistencia a fatiga. Según la teoría del volumen crítico el daño por fatiga se produce en la región sometida a una tensión entre el 95 y el 100% de la máxima y, puesto que para barras circulares sometidas a un mismo esfuerzo de flexión la barra de mayor tamaño tiene una mayor cantidad de material dentro de estos límites de tensión, también se ve más afectada por el daño a fatiga.

 Efecto de entalla

Se podría definir entalla como una discontinuidad geométrica introducida ya sea por el diseño, por error en fabricación, por mecanizado. En cualquier caso lo que sí es cierto es que el fallo por fatiga de una pieza ocurre típicamente en una entalla por efecto de concentración de tensiones.

4- HAY DOS TIPOS DE FATIGA POR EL MEDIO:  Fatiga térmica

La fatiga térmica se induce normalmente a temperaturas elevadas debido a tensiones térmicas fluctuantes; no es necesario que estén presentes tensiones mecánicas de origen externo. La causa de estas tensiones térmicas es la restricción a la dilatación y o contracción que normalmente ocurren en piezas estructurales sometidas a variaciones de temperatura. La magnitud de la tensión térmica resultante debido a un cambio de temperatura depende del coeficiente de dilatación térmica y del módulo de elasticidad.

 Fatiga estática (corrosión-fatiga)

La fatiga con corrosión ocurre por acción de una tensión cíclica y ataque químico simultáneo. Lógicamente los medios corrosivos tienen una influencia negativa y reducen la vida a fatiga, incluso la atmósfera normal afecta a algunos materiales. A consecuencia pueden producirse pequeñas fisuras o picaduras que se comportarán como concentradoras de tensiones originando grietas. La de propagación también aumenta en el medio corrosivo puesto que el medio corrosivo también corroerá el interior de la grieta produciendo nuevos concentradores de tensión.