Diseño para Fatiga - webaero

Las prácticas actuales conllevan la utilización
de métodos deterministas y de conceptos
de la mecánica de la fractura con el fin de predecir
la acumulación de los daños de propagación
de grietas. La experiencia de la ingeniería
en la utilización de estos métodos ha permitido
que las decisiones del proyecto que afectan a
factores tales como la tensión admisible reciban
la atención que merecen. La mayor parte de los
datos de entrada para los métodos deterministas
están disponibles en formato estadístico (por
ejemplo magnitudes iniciales de los defectos,
propiedades del material ...) y, por lo tanto, resulta
posible efectuar cálculos de probabilidades de
que la propagación de la grieta supere un nivel
específico. Tanto el enfoque determinista como
el probabilístico requieren un modelo del proceso
de la acumulación de los daños. La falta de
datos esenciales para variables importantes, la
inexperiencia en la utilización de los métodos de
la mecánica de la fractura y la confianza para la
toma de decisiones convencionales han sido las
principales razones de que estas técnicas no se
utilicen en los procedimientos actuales.
A la hora de tratar los daños estructurales,
es necesario tener en cuenta dos conceptos fundamentales:
la propagación y la contención de
los daños. Estos conceptos proporcionan los dos
criterios para:
a) Seguridad: garantizar que la seguridad
(es decir, la resistencia) de la estructura
alcanzará y mantendrá un nivel remanente
especificado (en presencia de daños
no detectados) durante la vida de servicio
anticipada.
b) Durabilidad: la garantía de que la operabilidad
efectiva de la estructura resultará
posible con un mínimo de mantenimiento
estructural, inspección, reconversiones
costosas, reparaciones y reemplazo de
piezas importantes debido a la influencia
degradante de la grietación general,
corrosión, desgaste, etc.
Con el fin de mantener y/o ajustar los límites
durante el servicio se especifican límites de
seguridad y durabilidad, se escogen formas que
SEGURIDAD, DURABILIDAD Y CONFIANZA
se ajusten a estos límites y se llevan a cabo
pruebas para verificar los procedimientos de
gestión establecidos. Todas las estructuras
deben cumplir los requisitos tanto de seguridad
como de durabilidad.
1.2 Conceptos de la Propagación
de los Daños
La experiencia anterior, basada en las
pruebas de los elementos de construcción bajo
condiciones de simulación de la carga de servicio,
indicaba que el período hasta la iniciación de
las grietas de la mayor parte de los detalles
estructurales, tales como esquinas vivas o agujeros,
es relativamente corto y que la mayor
parte de la vida (hasta un 95%) se dedica a la
propagación de las grietas resultantes hasta que
se produce el agotamiento [2]. De manera similar,
los análisis de la rotura en servicio, los casos
de grietación, etc, han indicado que la existencia
de defectos iniciales de fabricación tales como
esquinas vivas, marcas del utillaje, inclusiones
en las soldaduras y similares [3] constituyen una
de las principales causas de las grietas. Por lo
tanto, actualmente resulta una práctica habitual
considerar el proceso de acumulación de los
daños como constituido totalmente por la propagación
de las grietas, sin dedicar ningún intervalo
a la iniciación de éstas. Si bien es posible que
esta hipótesis parezca excesivamente estricta, la
consideración de daños iniciales en forma de
grietas o de daños equivalentes resulta absolutamente
necesaria para garantizar la seguridad
de las construcciones.
La figura 1 (de [4]) incluye un esquema
del modelo de los daños asociado a la seguridad
de las construcciones.
La seguridad se garantiza mediante el
proyecto de requisitos específicos de tolerancia
a los daños en los que en ningún caso se permite
que los daños iniciales se propaguen y reduzcan
la resistencia estática residual de la estructura
por debajo de un nivel preestablecido, P xx ,
durante la vida de la estructura (o del elemento
estructural). Tal y como se indica en la figura 1,
P xx es la mayor de las cargas límites calculadas
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