Diseño para Fatiga - webaero

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6. CÁLCULO DE DAÑOS Bajo cargas de amplitud variable, la vida se calcula mediante el cálculo de los daños tota- Carrera de tensiones Δσ les efectuados por cada ciclo del espectro de tensiones. En la práctica, este espectro se simplifica a un número manejable de bandas, tal y como se muestra en la figura 13. Los daños ocasionados por cada banda del espectro se definen como donde n representa el número n necesario de ciclos en la banda N durante la vida de cálculo y N representa la resistencia a la fatiga bajo ese rango de tensión (véase la figura 14). Si se ha de prevenir la rotura antes de que finalice la vida de cálculo especificada, debe cumplirse la regla de Palmgren-Miner. Esta regla 14 Δσ 1 Δσ 2 Δσ 3 Δσ 4 Δσ 5 Espectro real Espectro simplificado para objetivos de cálculo n1 n2 n3 n4 n5 Número de ciclos Figura 13 Simplificación del espectro de tensiones Banda Carrera de tensiones σ R σ R1 indica que los daños efectuados por todas las bandas juntas no debe ser superior a la unidad, es decir: n1 n2 + N1 N2 + ....... Debe tenerse en cuenta que, cuando se producen cargas de amplitud variable, las bandas del espectro con valores de Δσ inferiores a Δσ D pueden continuar causando daños. Los daños se producen debido a que los ciclos de mayor amplitud pueden comenzar a propagar la fisura. Una vez que ésta comienza a propagarse, los ciclos más bajos se hacen efectivos. En este caso, el límite de fatiga de amplitud constante horizontal Δσ D que se muestra en la figura 5 se reemplaza por una línea inclinada con un gradien- 1 te logarítmico de . m + 2 m 1 nn ≤1 Nn m + 2 N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 5,10 6 Figura 14 Determinación de la anchura de cada banda 1 Número de ciclos
7. RESUMEN FINAL • La fatiga y el colapso estático (bien sea por rotura bien sea por pandeo) dependen de varios factores diferentes, concretamente: - La fatiga depende de la secuencia de la carga de servicio total (no de un caso de carga extrema). - La fatiga de las soldaduras no mejora como consecuencia de mejores características mecánicas. - La fatiga se muestra muy sensible a la geometría de las uniones. - La fatiga precisa de una predicción más exacta de la tensión elástica. - La fatiga supone más exigencias para el trabajo del hombre y la inspección. • Por lo tanto, es importante verificar tempranamente en el cálculo si es probable que la fatiga sea crítica. No puede confiarse en los márgenes de seguridad aceptables frente a un colapso estático para ofrecer la seguridad adecuada frente a la fatiga. • Las áreas con una relación de tensiones dinámicas/estáticas elevada y que contengan uniones de la categoría baja 36 deben ser las primeras en inspeccionarse. La verificación debe cubrir todas las uniones soldadas a un elemento, aunque sea insignifi- BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL cante, y no limitarse a las uniones estructurales principales. Téngase en cuenta que esta verificación debe incluir las adiciones soldadas a la estructura en servicio. • Si la fatiga es crítica, la elección de uniones se verá limitada. Deberá perseguirse la simplicidad de las uniones y la uniformidad del recorrido de las tensiones. • Esté preparado para un mayor coste de las estructuras críticas con respecto a la fatiga. 8. BIBLIOGRAFÍA [1] Eurocódigo 3: “Design of Steel Structures”: ENV1993-1-1: Part 1.1: General Rules and Rules for Buildings, CEN 1992. [2] Eurocódigo 1: “Basis of Design and Actions on Structures”, CEN 9. BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL 1. Maddox, S.J. “Fatigue Strength of Welded Structures“, Cambridge, Abington Publishing, 1991. 2. Gurney, T. R., “Fatigue of Welded Structures”, 2nd ed., Cambridge University Press, 1991. 3. Narayanan, R. (ed), “Structures Subjected to Repeated Loading”, London, Elsevier Applied Science, 1991. 15
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1. INTRODUCCIÓN Las secciones huec
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Estructura Carga en un diagrama de
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7. COEFICIENTES PARCIALES DE SEGURI
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Coeficiente de la concentración de
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1. RESUMEN 174 Una barra tubular a
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Para una sección de una barra pris
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