Tema7 Rotura Por Fatiga

8/18/2019 Tema7 Rotura Por Fatiga

1/10

C i e n c i a y T

e c n o l o g í a d e

l o s M a t e r i a l e s

Tema V: Comportamiento en Rotura Lección 7: Rotura por Fatiga

1

TEMA V

Comportamiento en Rotura

LECCIÓN 7

Rotura por Fatiga


2/10

C i e n c i a y T




2

7.1 EL FENÓMENO DE LA FATIGA

Fatiga: elementos sometidos a tensiones dinámicas y fluctuantes

La fractura acontece a un nivel inferior a la resistencia bajo carga estática, suele ocurrir súbitamente y ser catastrófica.


3/10

C i e n c i a y T




3

• Según existencia o no de fisuras previas:

-en elementos sin defectos (iniciación, propagación y rotura)

-en elementos con defectos (propagación y rotura)

•

Según tipo esfuerzo aplicado:- fatiga axial (tensión y/o compresión)

- fatiga por flexión

- fatiga por torsión

• Según intensidad de la tensión aplicada:

- fatiga con alto número de ciclos ( max < Y)

- fatiga a bajo número de ciclos ( max > Y)

7.2 TIPOS DE FATIGA


4/10

C i e n c i a y T




4

7.3 MODOS TENSIONALES Tres modos de tensión fluctuante - tiempo:

ciclo de carga:

- tensión media

- amplitud de la tensión

- intervalo de tensiones- cociente de tensiones

ciclos carga invertida ciclos carga repetida

ciclos carga aleatoria

2

minmax

m2

minmax

a

max

minR

minmax


5/10

C i e n c i a y T




5

7.4 COMPORTAMIENTO EN FATIGA DE ELEMENTOS SIN DEFECTOS

Fatiga de componentes pequeños con buen acabado superficial.

Su vida presenta tres fases:

• nucleación de la fisura, tN• crecimiento hasta tamaño crítico, tC• rotura súbita

Curvas de Wöhler (curvas S-N)

X rompe

no rompe

A m p l i t u d d e t e n s i ó n ,

S

Ciclos de rotura, N

vida afatiga, N1 A

m p l i t u d d e t e

n s i ó n ,

S

Ciclos de rotura, N

límite defatiga

tiempo de vida, tV = tN + tC


6/10

C i e n c i a y T




6

Ajuste matemático ( m = 0):

- Alto número de ciclos:Ley de Basquin

1· C N a

(a, C1 ctes.)

Ajuste complejo

para

m 0 , cte

2· C N b pl

(b, C2 ctes.)

- Bajo número de ciclos:

Ley de Coffin-Manson

Ajustes experimentales


7/10

C i e n c i a y T




7

Cuando es variable (fatiga no monótona):

Ni = Nº de ciclos soportados ( i)1

N

N

i f

i

i

Nf = Nº de ciclos hasta rotura ( i)

Regla de daño acumulativo de PALMGREN - MINER


8/10

C i e n c i a y T




8

7.5 COMPORTAMIENTO EN FATIGA DE ELEMENTOS FISURADOS

La fase de nucleación no existe. Debe evitarse que el defecto sea crítico.

Análisis de velocidad de propagación de la fisura

región I: las fisuras existentes no crecen

región II: lineal según la Ley de Paris

región III: crecimiento acelerado que conduce a rotura

NR se calcula integrando la Ley de Paris.

Límites de integración: a0 y aC

m K A

dN

da ·Ley de Paris

log K

l o g d A / d N

m

K AdN

da

·


9/10

C i e n c i a y T




9

La dirección de propagación se orienta ┴ a la tensión aplicada. La superficie se caracteriza por

dos aspectos (marcas de playa y estrías).

7.6 ASPECTOS FÍSlCOS DE LA ROTURA POR FATIGA

Marcas de playa

Macroscópicas (períodos reposo)

Estrías

Microscópicas (avance por ciclo)


10/10

C i e n c i a y T




10

7.8 ACTIVIDADES DE SEGUIMIENTO

Tema7 Rotura Por Fatiga

Documents

Transcript of Tema7 Rotura Por Fatiga