Diseño para Fatiga - webaero

mente implican una probabilidad de agotamiento
diferente. De hecho, es posible que para un diseño
“seguro para el uso” se decida la utilización
de una curva S-N relacionada con las desviaciones
típicas medias menos 2 de Log N (correspondiente
a la probabilidad del 97,7% de supervivencia),
mientras que, para un diseño seguro
ante el agotamiento, la curva S-N correspondiente
a la desviación típica media menos 1
(representando la probabilidad del 84,1 de
supervivencia) podría considerarse como suficientemente
prudente.
1.4 Análisis de la Confianza
y del Riesgo
En la práctica actual, la elección de los
diseños se lleva a cabo con el propósito de que
satisfagan una vida de durabilidad y de seguridad
y unos requisitos de resistencia específicos
mediante análisis deterministas de la propagación
de los daños y de la resistencia residual.
Las decisiones relativas a materiales, configuraciones
estructurales, tensiones admisibles, etc
se basan en los resultados de estos análisis.
La durabilidad de las estructuras metálicas
está influida por los detalles locales de las
uniones, juntas, soldaduras, métodos de unión,
excentricidades, etc. En el caso de un diseño en
concreto, cuanto menor sea la tensión total,
mayor será la durabilidad de éste.
Los análisis de los daños de la propagación
de las grietas, si bien son generalmente
deterministas, se basan en datos de entrada
tales como las magnitudes de los defectos iniciales,
el material y la variabilidad de la utilización,
etc, datos que están disponibles en un formato
estadístico. Por lo tanto, además de para la
predicción de los valores medios de la acumulación
de daños, estos métodos pueden utilizarse
para la predicción de la distribución de los daños
con el tiempo. Por ejemplo, en el caso de una utilización
específica y distribuciones hipotéticas de
las otras variables, es posible calcular la distribución
de las vidas, velocidades de propagación,
magnitudes finales de los defectos, etc, y, por lo
tanto, la probabilidad de igualar o superar un
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requisito en particular. Si tan sólo se tiene en
cuenta una variable, el cálculo puede ser directo.
Cuando se trabaja con probabilidades combinadas
los procedimientos resultan más complejos.
Los resultados de los análisis probabilísticos se
muestran extremadamente sensibles a las distribuciones
iniciales de las variables y a las funciones
que se utilicen para su aproximación. Entre
las variables más importantes que se han de
tener en cuenta se incluyen:
• resistencia del material
• velocidad de propagación de grieta
• tamaño crítico de grieta
• cargas operacionales de servicio y máxima
• capacidad de detección de la grieta
• técnicas de inspección
• frecuencia de inspección
A pesar de que es posible encontrar
métodos de la confianza publicados, en general
las prácticas actuales no reflejan su utilización.
De hecho, la escasez de los datos asociados con
las variables principales que se han indicado
anteriormente, así como la extrema sensibilidad
que muestran los resultados ante las funciones
de distribución, han limitado tanto la efectividad
como la confianza en los resultados. Además, el
diseño que se ha de ajustar a un nivel de confianza
especificado exige que se establezca con
anterioridad el índice de agotamiento aceptable
y que se establezcan las relaciones entre los factores
de decisión con respecto al diseño normales
y los de confianza (por ejemplo tensión admisible,
configuración estructural, etc). Puesto que
hay factores ajenos a los que normalmente se
tienen en cuenta para el proyecto (por ejemplo la
frecuencia de inspección), que pueden alterar
significativamente la confianza estructural, resulta
bastante difícil asignar la función de peso adecuada
a cada variable en particular.
En realidad, las técnicas de la confianza
han demostrado tener mayor éxito a la hora de
evaluar estructuras de mayor antigüedad (es
decir, a la hora de evaluar la vida a la fatiga restante),
para las que se dispone de un gran