Diseño para Fatiga - webaero

Con el fin de prevenir una grietación generalizada,
se puede considerar un modelo de
secuencia de la propagación d, como el que se
muestra en la figura 2 (de [4]).
En la figura 2 el límite, a e , no es el agotamiento,
como ocurre en el requisito de seguridad,
sino que se asocia a un tamaño de la grieta que
es posible reparar. La vida económica, N e , se
define como el período de tiempo en el que la
cantidad de este tipo de grietas en las estructuras
(o elementos estructurales) alcanzan la magnitud
justa para que el reproceso o la reparación ya no
resulta eficaz en función de los costes. El reglamento
de durabilidad exige que la “vida económica”
sea más larga que la vida de servicio prevista.
En el ejemplo que se muestra en la figura 2, la
cantidad inicial de las grietas representa la “calidad
inicial aparente” o las condiciones de los
detalles estructurales que suelen prevalecer tras
las operaciones típicas de fabricación tales como
el taladrado de agujeros, la soldadura en el taller
o en la obra, etc.
Puesto que el límite para el reproceso
económico está estrictamente relacionado con
los procedimientos de fabricación (por ejemplo,
En general no resulta posible anticipar el
alcance de la utilización de una estructura (o
detalle estructural). El proyecto se lleva a cabo
de acuerdo con el mejor cálculo de utilización
típica y de la variación de la utilización prevista.
Por lo tanto, es posible que los límites de durabilidad
y seguridad de algunas estructuras concre-
SEGURIDAD, DURABILIDAD Y CONFIANZA
tas sean más reducidos de lo que se calculó en
el proyecto. Esta condición resalta la extraordinaria
importancia de la gestión de la vida y de la
inspección en servicio de las estructuras concretas.
En la práctica, los cálculos de los límites de
seguridad y de durabilidad, así como del resto de
la longevidad a la fatiga, se ajustan para reflejar
la intensidad de la utilización basándose en análisis
de acumulación de daños de propagación
de las grietas efectuados sobre estructuras concretas.
1.3 Conceptos del Proyecto que
Consideran los Daños
Durante el diseño de una estructura que
únicamente vaya a verse sometida a cargas
estáticas, el proceso de diseño consiste fundamentalmente
en la elección de las dimensiones
estructurales de manera que en todos los puntos
se satisfaga la siguiente condición:
G (c
R (tamaño (tamaæode
dela
lasección
secci n transversa transversal) l) ≥
resistencia(pro
(1)
en el caso de los agujeros para los métodos de
G (carga aplicada)
unión, es del orden R (tamaæo de la siguiente de la secci magnitud n transversal)
≥
resistencia(propiedad
de los materiales)
mínima del agujero), resulta evidente que el límite
de propagación para los requisitos de durabi- donde la función de la magnitud de la sección
lidad es significativamente menor que en el caso transversal puede representarse mediante un
de la seguridad.
área, un módulo resistente de la sección, etc,
correspondiente a las funciones de carga aplica-
La durabilidad va asociada con la cantida tales como carga axial, momento de flexión,
dad total de los defectos, o el número total de etc, y la tensión calculada es exclusivamente una
defectos por encima del límite de reparación función de las propiedades mecánicas del mate-
económico para cada elemento (o unión) de la rial, como por ejemplo la resistencia a la fluencia
estructura. La seguridad se ocupa del “caso más o la resistencia a la rotura por tracción. La ecua-
desfavorable” de magnitud del defecto que es ción (1) muestra un alto grado de independencia
probable que quede sin detectar durante una ins- con respecto al perfil detallado de la estructura
pección.
en cualquier punto concreto y su solución tan
sólo requiere la aplicación de matemáticas sencillas.
Por el contrario, el cálculo de una estructura
que pueda verse afectada por el agotamiento
por fatiga es un proceso algo más complejo. De
hecho, la resistencia a la fatiga depende de
muchas más variables además de la resistencia
337