Diseño para Fatiga - webaero

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A continuación, se vuelven a calcular los coeficientes de intensidad de tensión en las 358 a/c 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Punto experimentales Tracción S B = 0,16 Flexión S B = posiciones más profunda y del extremo para las nuevas dimensiones de la grieta, y se repite el σ b (σ b +σ t ) S B= 0,0 (Tracción) S B = 0,16 S B= 0,0 (Flexión) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 a= Profundidad de la fisura T= Espesor de la chapa c= Mitad de la longitud de la fisura Figura 1 Patrones teóricos y experimentales del desarrollo del perfil de la fisura, para fisuras en chapas planas sujetas a diferentes magnitudes a/T
procedimiento para un nuevo incremento de la propagación de la grieta en la dirección de la profundidad. Este cálculo se repite una y otra vez hasta que la grieta alcanza una magnitud final preestablecida o una magnitud que origine el agotamiento. La elección del tamaño de los incrementos de propagación de la grieta en la dirección de la profundidad es importante a fin de determinar tanto la exactitud como el tiempo/coste de la realización de los análisis. Normalmente los análisis se efectúan utilizando un programa informático con el objeto de realizar los cálculos etapa por etapa. Cuanto menores sean los incrementos mayor será la precisión de los resultados, aunque el número de etapas necesarias para alcanzar una determinada magnitud final de la grieta también será mayor. Normalmente el procedimiento más eficaz consiste en la utilización de pequeños incrementos a partir de la magnitud inicial de la grieta e incrementarlos por etapas sobre una base logarítmica para la parte restante del espesor. La razón para la utilización de este procedimiento consiste en que, a medida que la grieta aumenta de magnitud, la velocidad de propagación aumenta sustancialmente debido a que el coeficiente de intensidad de tensión se eleva a una potencia de la ley de propagación de la grieta. Por lo tanto, la mayor parte de la vida a fatiga transcurre mientras la grieta es de pequeña magnitud y la velocidad de propagación de la grieta se acelera rápidamente hacia el agotamiento. Puesto que las tensiones de flexión y de tracción producen ratios diferentes del coeficiente de intensidad de tensión en las posiciones más profunda y extremas de la grieta, estas condiciones producen perfiles de grieta diferentes. La grieta de fatiga tiende a propagarse hasta adoptar un perfil en el que el coeficiente de intensidad de tensión es uniforme en las proximida- DESARROLLO DEL PERFIL DE LA GRIETA des del frente de la grieta. Cuando la carga es de tracción, el perfil estable de la grieta tiende a ser semicircular, mientras que cuando las cargas aplicadas son exclusivamente de flexión el perfil estable es semielíptico. Este comportamiento se muestra en la figura 1, en la que se comparan los resultados de los análisis de la mecánica de la fractura con los experimentos procedentes de algunos trabajos realizados por Chu en UMIST [2]. También es posible que haya ciertos efectos de la carga de amplitud variable y del umbral sobre el desarrollo del perfil de la grieta. Estos efectos se discutirán más adelante. Las dimensiones iniciales que se vayan a utilizar en los análisis de la mecánica de la fractura de fatiga dependen del nivel de exactitud detallada del modelo. Cuando la evaluación se lleva a cabo en base a un defecto detectado conocido, resulta obvio que se deben utilizar las dimensiones de éste. Si lo que se está intentando es crear un modelo del comportamiento de soldaduras teóricamente sanas, es necesario tener en cuenta las imperfecciones y los rangos de tensión inherentes a las uniones soldadas. Las hipótesis que se adopten a este respecto pueden ocasionar importantes diferencias en los resultados obtenidos. Hoy en día, está ampliamente aceptado que prácticamente la totalidad de la vida a la fatiga de las uniones soldadas no sometidas a reproceso consiste en la propagación de defectos iniciales minúsculos hasta alcanzar la magnitud final de la grieta para el agotamiento. Es necesario que los modelos de la mecánica de la fractura representen el comportamiento experimental observado tanto con respecto a la vida a la fatiga hasta el agotamiento como al desarrollo del perfil de la grieta. Los modelos que mejor responden al requisito anterior consideran la iniciación múltiple de las grietas y la coalescencia, tal y como se describe a continuación. 359
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haz se determina mediante la locali
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1. INTRODUCCIÓN Las secciones huec
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Estructura Carga en un diagrama de
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Coeficiente de la concentración de
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GRUPO MÉTODO VENTAJA DESVENTAJA CO
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te las tiras Almen, que son pequeñ
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F b 2F c 2F t 2F t F b ficies en co
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1. RESUMEN 174 Una barra tubular a
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