Volumen II - SAM

3.3. Ensayo de fatiga
La Figura 5 muestra el montaje utilizado y la señal de fuerza aplicada que obtuvo el equipo durante la prueba
al buje B [11]. Se percibe que a medida que el ensayo transcurre la fuerza necesaria para aplicar la
deformación programada de 3 mm varía, lo cual se explica por el comportamiento viscoelástico [12] [13] de
los cauchos bajo la aplicación de cargas cíclicas, es decir, a medida que se aplica y se retira una carga para
imprimir en el buje una deformación fija, las cadenas moleculares del caucho empiezan a rotar, lo que
produce una variación en la fuerza necesaria para que el elemento se deforme [14] [15].
La muestra A presentó desprendimiento del caucho de la carcaza metálica después de aproximadamente
120,000 ciclos, mientras que la muestra B presentó el mismo tipo de falla después de aproximadamente
85,000 ciclos. La falla típica en ambas muestras fue por adhesión caucho-metal, ya que el caucho se despegó
de la superficie de la carcaza metálica (Figura 6). Ambos bujes fueron fabricados en las mismas condiciones,
por lo cual se descarta la posibilidad de algún efecto de las condiciones superficiales de los componentes
metálicos y/o de los cauchos como posible causante de la diferencia de respuesta de los bujes bajo fatiga.
"FUERZA-kN"
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
X: 404
Y: 2230
X: 4.475e+004
Y: 1868
X: 8.37e+004
Y: 2388
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 10 4
-500
"NÚMERO-DE-CICLOS"
Figura 5. Izquierda: montaje utilizado en el ensayo de fatiga. Derecha: señal obtenida de la fuerza aplicada
en función del número de ciclos para la muestra B.
Figura 6. Desprendimiento del caucho de la carcaza metálica exterior. El ensayo de fatiga fue detenido al
detectar este tipo de falla.
La explicación para la mayor durabilidad del buje fabricado con la formulación A durante los ensayos de
fatiga parece residir en la combinación de dos efectos de las cargas minerales en el comportamiento del buje
fabricado con el material B: el primer fenómeno consiste en la menor adherencia entre el caucho y el metal
por efecto de la mayor cantidad de cargas minerales en el material, puesto que el área de contacto efectiva en
la interfase caucho-metal disminuye a medida que la cantidad de cargas minerales aumenta, lo anterior
asumiendo una distribución homogénea de cargas en el sustrato, lo que ocasiona una débil interacción entre
superficies; y el segundo está relacionado con la menor capacidad de deformación del caucho B por la
presencia de las cargas minerales; al ser más rígido, se genera una distribución de esfuerzos sobre el
elemento diferente a la distribución que se genera en el buje fabricado con el material A. Sin embargo,
ninguna de estos argumentos pudo ser evaluado sistemáticamente y es planteado como objeto de estudio para
trabajos posteriores.
4. CONCLUSIONES
Las mayor cantidad de cargas minerales reforzantes presentes en la formulación B determinaron la mayor
rigidez bajo tensión y cizalladura, la mayor resistencia a la tracción, la mayor dureza y la menor ductilidad
de este material en comparación con el material A, que contaba con menor cantidad de cargas minerales
reforzantes. Sin embargo, el comportamiento bajo compresión de ambos tipos de caucho fue el mismo, lo
cual parece influir marcadamente sobre la respuesta de los bujes ya que la rigidez de ambos bujes en las
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