Escuela Politcnica del Ejrcito

TEMAEnsayo de Fatiga en acero.OBJETIVODeterminar la resistencia a la fatiga del aceroMARCO TEORICOUn punto H a flexin que rota, experimenta cambios en el valor del esfuerzo flector.

La grafica describe el comportamiento del acero en funcin del tiempo.

A este comportamiento se le conoce como fatiga, tal que en el momento en que el eje se rompe, al nmero de ciclos avanzado y al esfuerzo al cual rompe, se le conoce como resistencia a la fatiga que se denota con la letra S.

Diagrama esfuerzo de falla por fatiga (S) vs nmero de ciclos (N)

Materiales y Equipos Calibrador pie de rey, flexmetro Probeta de acero de seccin circular para fatiga Pesos de diferentes valor Termmetro Mquina para ensayos de fatiga

Procedimiento

1. Medir las dimensiones de la seccin circular de la probeta de acero. 2. Medir las dimensiones AC,CD, y DB del eje de la maquina3. Aplicar cargas en el eje de la mquina de fatiga, considerando que el peso del porta pesas es 18,512 Kg.4. Medir el nmero de revoluciones al cual rompe la probeta5. Medir la temperatura de la probeta al momento de la rotura6. Observar la seccin de rotura de la probeta7. Hacer firmar las hojas de registro.

DATOS

mayor (mm) menor (mm)Longitud (mm)RPMP (Kg)To (C)Tf (C)Peso Porta-carga (Kg)t (s)

12.3712017259,256197318,51246.96

PREGUNTAS1. Describir las observaciones de la seccin de rotura de la probetaComo puede apreciarse en la probeta, la probeta se rompe pero no se deforma, y se aprecia que la ruptura empieza desde una grieta.La prdida de resistencia de nuestra probeta con el nmero de ciclos alcanza un lmite denominado resistencia a la fatiga.En la siguiente imagen se puede observar cmo se da el crecimiento de una fisura especialmente cuando a una pieza se la somete a fatiga, en nuestra probeta realizando un anlisis microscpico en el laboratorio de ciencia de materiales se podra observar estas caractersticas.

2. Indicar la razn por la cual la temperatura aumenta.Al aumentar la temperatura del material, disminuyen tanto la vida de fatiga como el lmite de resistencia a la fatiga. Adems un cambio de cclico de temperatura favorece la falla por fatiga trmica; cuando el material se calienta de manera no uniforme algunas partes de la estructura se dilatan ms que otras. Esta expansin no uniforme genera un esfuerzo dentro del material, y cuando despus la estructura se enfra y se contrae, se aplican esfuerzos de signos contrarios, entonces podemos decir: El aumento de la temperatura se genera por los esfuerzos cclicos a los que son sometidos la probeta de signos contrarios es decir a traccin en la fibras inferiores y a compresin en las fibras superiores los que desgasta y reduce la vida de fatiga del material

3. Dibujar los diagramas de fuerza cortante y momento flector del eje de mquina probeta.

Diagrama de las cargas en el eje de mquina - probeta.

Diagrama del esfuerzo cortante.

Diagrama del Momento flector.

Momento Mximo es: 187.132 [Kg*cm]

4. Calcular el esfuerzo flector mximo de la probeta

Dimetro (cm)M mx. (kg-cm)Y (cm)I (cm^4)

0.965187.1320,48250,04256

Punto H a compresin

Punto H a traccin

5. Ubicar el esfuerzo flector y el nmero de ciclos, sobre un diagrama (S) vs N (resistencia a la fatiga vs nmero de ciclos)

W= 1725 RPM*

(kg/cm)tiempo(seg)Revoluciones(RPM)Ciclos

5308,4825,381725729,675

ENSAYOTRACCIN

Solicitado por:IVAN BOHMAN C. A.Doc. de Referencia:Norma ASTM A-370

Orden:8048Material o elemento a ensayar:SAE 1018

Fecha de realizacin: 2012-04-05

Tipo de Mquina: Mquina de Ensayos Universales AMSLER

Nod (mm)So (mm2)Lo (mm)Lu (mm)Fe (Kg)Fm (Kg)Re (Kg/mm2)Rm (Kg/mm2)A (%)Identificacin

112,48122,33 50,060,106615,06875,054,156,220,2SAE 1018

d= DimetroLo= Longitud inicialFe= Carga en la fluenciaFm= carga ltima

So = rea Lu= Longitud finalRe= esfuerzo en la fluenciaRm = esfuerzo ltimo

A= Alargamiento %

DATOS DEL ACERO DE TRANSMICIN AISI 1018

N=729,675Su= 5620[Kg/cm^2]S= 5308,48[Kg/cm^2]

CONCLUSIONES

De acuerdo a teoras de falla de la seccin de la probeta concluimos de que nuestra probeta era un material frgil ya que no posea zonas plsticas en la misma. Se pudo concluir que el esfuerzo al que fue aplicado la probeta fue muy cercano al ltimo del material es por esto que no resisti casi nada los esfuerzos cclicos llegando aproximadamente a las 726 revoluciones lo que nos dice que no soporto debidamente como eje. Se tuvo que utilizar un modelo de grfico del Alemn August Wohler para poder verificar e ingresar en un intervalo de anlisis porque en el normal de mecnica de materiales los datos solo se tabulan y grafican desde los 10000 ciclos. Y nuestra probeta solo soport las 726 revoluciones. Se determin la resistencia a la fatiga del acero, para la probeta de dimetro 7,40 mm se obtuvo el valor de , mientras que para la probeta de dimetro 7,10 mm se obtuvo un valor de . La temperatura va depende del nmero de revoluciones ya que a mayor revoluciones mayor temperatura, y a bajas revoluciones menor temperatura. Al realizarse la prueba de fatiga vemos que un eje debe estar perfectamente diseado y equilibrado para que las vibraciones no daen el elemento y pueda recibir un nmero casi infinito de ciclos

Laboratorio de Mecnica de Materiales II10