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Diseño para Fatiga - webaero

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4. CARGA DE FATIGA<br />

La forma más simple de<br />

espectro de tensiones al que puede<br />

someterse un elemento estructural<br />

consiste en una historia tensióntiempo<br />

de amplitud constante o<br />

sinusoidal con una carga media<br />

constante, tal y como se ilustra en la<br />

figura 4. Dado que se trata de un<br />

patrón de carga de fácil definición y<br />

cuya reproducción en laboratorio es<br />

sencilla, constituye la base de la<br />

mayor parte de los ensayos de fatiga.<br />

Los seis parámetros que se<br />

indican a continuación se utilizan<br />

<strong>para</strong> definir un ciclo de tensión de<br />

amplitud constante:<br />

S max = tensión máxima del ciclo<br />

S min = tensión mínima del ciclo<br />

1<br />

Sm = tensión media del ciclo = (Smax + Smin )<br />

2<br />

1<br />

Sa = amplitud de la tensión = (Smax - Smin )<br />

2<br />

AS = rango de tensión = S max - S min = 2S a<br />

R = ratio de las tensiones =<br />

σ m<br />

Smin<br />

Smax<br />

σ a<br />

σ a<br />

Δσ<br />

σ min σ max R = σ min<br />

σ max<br />

Figura 4 Parámetros de tensión que se usan <strong>para</strong> definir una<br />

carga de amplitud constante<br />

s<br />

CARGA DE FATIGA<br />

R > 1 R = ∞ R = -1 R = 0 01<br />

Compresión-<br />

Compresión<br />

Compresión<br />

pulsante<br />

Alterno Tracción<br />

pulsante<br />

Tracción-<br />

Tracción<br />

Figura 5 Ciclos de tensiones con diferentes tensiones medias y valores de R<br />

El ciclo de la tensión se define exclusivamente<br />

mediante dos cualesquiera de las cantidades<br />

anteriores, excepto combinaciones de la<br />

carrera de tensión y de la amplitud de la tensión.<br />

En la figura 5 se muestran varios patrones de la<br />

tensión, con definiciones que se ajustan a la terminología<br />

ISO [ ].<br />

La rango de tensión es el parámetro primario<br />

que influye sobre la vida a la fatiga, con la<br />

tensión media como parámetro secundario. A<br />

menudo se utiliza el ratio de las tensiones como<br />

indicación de la influencia de las cargas medias,<br />

pero el efecto de una carga media constante no<br />

es igual al de la tensión media constante. La diferencia<br />

entre las curvas S-N con tensión media<br />

constante o con ratio-R constante se discute en<br />

la sección que se ocupa de los ensayos de fatiga.<br />

La frecuencia de los ensayos es necesaria<br />

<strong>para</strong> definir una historia de la tensión, pero<br />

en el caso de la fatiga de materiales metálicos,<br />

la frecuencia no es un parámetro importante,<br />

excepto a altas temperaturas, cuando la fluencia<br />

interactúa con la fatiga o cuando la corrosión<br />

influye sobre la vida a la fatiga. En ambos casos,<br />

una menor frecuencia de ensayos tiene como<br />

resultado una vida más corta.<br />

En la figura 6 se muestran historias de tiempo-tensión<br />

típicas obtenidas a partir de estructuras<br />

t<br />

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