Diseño para Fatiga - webaero

Mientras que el capítulo 9 del Eurocódigo
3 se ocupa de algunos factores, hay otros, especialmente
los que están relacionados con el trabajo
de taller, que se tratan de manera implícita
mediante criterios definidos para la aceptación
de discontinuidades o defectos de soldaduras y
requisitos para el control de calidad. Estos requisitos
de carácter general se definirán en una
norma relativa a “La ejecución de estructuras
metálicas”.
2.2 Criterios de Agotamiento
por Fatiga
Durante la preparación del Eurocódigo 3,
la clasificación en categorías de detalles se estableció
en base a un análisis estadístico de datos
procedentes de ensayos de fatiga obtenidos de
varias fuentes de laboratorio. Con el fin de obtener
muestras más homogéneas de los resultados
de los ensayos, se prestó una atención
especial a los criterios de agotamiento considerados
en estos ensayos.
Es posible adoptar varios criterios de agotamiento
con el objeto de caracterizar la condición
de agotamiento experimental que se produce
al finalizar un ensayo de fatiga en el
laboratorio. Generalmente se consideran tres criterios:
• Primera aparición de una fisura, bien sea
detectada visualmente o mediante una
medida física, por ejemplo el registro de
una modificación en el estado de la deformación
local.
• Fisura a través del espesor: la rotura de fatiga
se inicia en la superficie frontal y se propaga
a través del espesor de la probeta y
alcanza la superficie posterior.
• Una rotura completa de la probeta o un desplazamiento
importante del elemento estructural
sometido a ensayos tales que el desplazamiento
llegue a ser de tal magnitud que
no sea posible mantener la “carga del actuador”.
Cuando se efectúa un ensayo de fatiga
sobre una viga, es posible definir convencio-
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nalmente el agotamiento como el punto en el
que la flecha de la sección media del vano
alcanza un cierto límite.
Normalmente, en el caso de probetas a
escala reducida, la diferencia entre la vida a la
fatiga hasta la rotura completa y hasta una situación
más realista representada por un tamaño de
la fisura tolerable es despreciable. No obstante,
en un elemento estructural de gran escala sometido
a ensayos de fatiga la diferencia puede ser
muy significativa.
En el Eurocódigo 3 la resistencia a la fatiga
hace referencia al agotamiento total del elemento
estructural. Normalmente esta condición
se corresponde con el criterio adoptado habitualmente
por los laboratorios o con el que puede
encontrarse en la bibliografía.
2.3 Tensiones Calculadas para
la Evaluación de la Fatiga
Las diferentes tensiones pueden afectar a
la clasificación de la resistencia a la fatiga de un
detalle estructural. En el caso de un detalle en
particular, resulta necesario identificar los diferentes
orígenes de las tensiones, con el fin de
definir con mayor precisión las tensiones calculadas
para los conceptos de evaluación de la fatiga
que se contemplan en el capítulo 9 del
Eurocódigo 3.
a. Tensión Nominal
Consideremos un elemento de construcción
uniforme sometido a una fuerza axial simple
o a un momento de flexión. La tensión nominal
es la tensión resultante calculada de acuerdo
con la resistencia básica del material (figura 1).
La tensión nominal de un elemento sometido
a tensión uniaxial es:
N
σN = (2.1)
A
donde N es la fuerza normal y A el área de la
sección gruesa.