Diseño para Fatiga - webaero

una manera aproximada de considerar
la reducción progresiva del límite de
fatiga de amplitud constante como
resultado de los daños causados por
los rangos de tensión por encima de
ese límite. De esta forma, finalmente
todos los rangos de tensión del espectro
acabarán produciendo daños. La
mecánica de la fractura confirma esta
disminución de la pendiente de la curva
S-N en el campo de la vida a fatiga
larga.
En ambos casos es posible ignorar todos
los ciclos por debajo del límite de corte cuando
se efectúa la evaluación de los daños por fatiga.
Debe tenerse en cuenta que el Eurocódigo 3
deja en manos del ingeniero la libertad de elegir
la utilización de la curva S-N de pendiente única
o de la curva S-N de pendiente doble.
Algunos resultados experimentales han
indicado que en el campo de números elevados
de ciclos se produce una modificación de la pendiente
de la resistencia a la fatiga debida a la disminución
de la velocidad de propagación de la
fisura. La introducción de un concepto de doble
pendiente y de un límite de fatiga de amplitud
constante en 5 millones de ciclos sigue siendo
tema de controversia. A pesar de varias críticas,
especialmente relativas al aumento de la complejidad
de los análisis, el Eurocódigo 3 ha mantenido
la curva de doble pendiente
debido a que esta regla puede, en el log Δσ
caso de algunas categorías de detalle,
mejorar la precisión de la verificación
de la fatiga. No obstante, no es posible
esperar esta mejora en todos los tipos
de detalles estructurales ni en todos los
espectros de tensiones. En algunos
casos, especialmente en el de aquellos
detalles con un efecto de la entalladura
muy fuerte, es posible que la curva de
doble pendiente no produzca un resultado
muy prudente.
Algunos detalles, por ejemplo
vigas revestidas con chapa, han mostrado
un límite de fatiga de amplitud
constante cercano a los 10 millones de
212
ciclos. Con el fin de evitar condiciones arriesgadas,
se han clasificado algunos detalles (que
generalmente presentan un fuerte efecto de la
entalladura) en categorías ligeramente inferiores
a las que hubiera requerido su resistencia a la
fatiga de 2 millones de ciclos. Según el concepto
de las curvas de cálculo de la fatiga de las ECCS
especificadas, que consiste en 14 curvas equiespaciadas,
no es necesaria una nueva curva de la
resistencia a fatiga para cada nuevo detalle
estructural.
El “sistema de la cuadrícula” de las curvas
S-N se ha establecido de la siguiente manera. La
distancia vertical de la escala logarítmica de la
ordenada entre cada curva de resistencia a la
fatiga se ha obtenido dividiendo la diferencia
entre un orden de magnitud en 20 espacios iguales
(figura 7). Por ejemplo, tomando dos valores
de referencia como Δσ c = 100 MPa y Δσ c = 1000
MPa a 2 millones de ciclos, el cálculo de la distancia
se determina a partir de lo siguiente:
La ecuación de la curva S-N general
puede escribirse como:
log N = log a - 3 log Δσ (4.1)
así que con Δσ c = 100 MPa (log 2 000 000 =
6,30103)
log a = 6,30103 + 3 log 100 = 12,301 (4.2)
Δσ c = 1000 MPa
Δσ c = 100 MPa
N c = 2 · 10 6
log N = log a - 3 log Δσ
} 20 distancias iguales
Figura 7 Espaciado de curvas de resistencia a la fatiga
log N