Diseño para Fatiga - webaero

1. INTRODUCCIÓN
1.1 Generalidades
Normalmente, todas las soldaduras localizadas
en una estructura representan un punto
débil, tanto en lo relativo a la rotura frágil como a
la resistencia a la fatiga. La baja resistencia a la
fatiga de las uniones soldadas es un factor limitador
para el diseño de estructuras más eficaces,
debido especialmente al hecho de que normalmente
la resistencia a la fatiga no aumenta con la
resistencia estática. La mejora del rendimiento
ante la fatiga de las estructuras soldadas puede
conseguirse de diferentes maneras, tales como:
• Un buen diseño de los detalles, por ejemplo
sustituir una unión perteneciente a una
clase inferior por otra que presente una
mayor resistencia a la fatiga.
• Mejorando la resistencia a la fatiga de la
unión mediante la utilización de un método
de mejora.
Normalmente, los métodos de mejora se
utilizan como medidas correctivas para prolongar
la vida a la fatiga de las soldaduras que han fallado
prematuramente y han sido reparadas.
También se utilizan para prolongar la
vida de aquellas soldaduras en las
que el seguimiento de la carga de
servicio ha demostrado que en realidad
están soportando una carga
mucho mayor que la que se asumió
durante la fase de diseño.
El incentivo para la aplicación
de los métodos de mejora consiste
en hacer que una unión soldada
mejorada se comporte como un
componente débilmente entallado,
tal y como se muestra en la figura 1.
La utilización de tensiones
admisibles más elevadas para las
uniones soldadas fabricadas en aceros
de resistencias más altas también
entraña otros beneficios: se reduce el
efecto del espesor sobre la fatiga, lo
cual supone una reducción adicional
134
Carrera de
tensiones,
MPa
400
300
200
100
50
10
del peso en comparación con una unión de acero
de menor resistencia que tenga la misma resistencia
al aplastamiento causado por la carga. Una
reducción en el tamaño de la sección en general
también mejora las propiedades de rotura frágil de
la unión. Es posible que los menores costes de
soldadura, manejo y montaje compensen parcialmente
el aumento en los gastos del trabajo de
taller producto de los métodos de mejora.
En esta lección se enfatiza el grado de
mejora de la resistencia a la fatiga que es posible
obtener mediante la utilización de las diferentes
técnicas de mejora. No obstante, desde un
punto de vista práctico, es posible que otras consideraciones
tales como el coste y la fiabilidad
(control de calidad) del tratamiento sean importantes.
Al final de esta lección se discuten brevemente
varios aspectos relacionados con los costes
y con el control de calidad.
1.2 El Potencial para la Mejora de
la Resistencia a la Fatiga
Con el fin de comprender todo el potencial
de los métodos de mejora para la vida a la
fatiga, resulta de gran utilidad atender a las
R = 0
Acero a BS 4360
Clase 50B
10 5 10 6 10 7 10 8
Ciclos
Figura 1 Relación entre el límite de endurancia y la resistencia a la rotura
por tracción mostrada para algunos componentes