Diseño para Fatiga - webaero

En el caso de componentes de la vida real,
los efectos de las entalladuras, rugosidad de la
superficie y corrosión reducen la resistencia a la fatiga,
siendo los efectos más fuertes en el caso de los
materiales de mayor resistencia. La desviación de la
resistencia a la fatiga con la resistencia a la tracción
se ilustra en la figura 16. Los datos de la figura 16
se muestran consistentes con el hecho de que las
fisuras se inician rápidamente en componentes que
están fuertemente entallados o sometidos a una
corrosión intensa. En estos casos, la vida a la fatiga
consiste casi totalmente en propagación de las fisuras.
La propagación de las fisuras apenas se ve
influida por la resistencia estática del material, tal y
como se ilustra en la figura 16 y, por lo tanto, la vida
a la fatiga de las piezas fuertemente entalladas se
muestran prácticamente independientes de la resistencia
a la tracción. Un ejemplo importante lo constituyen
las uniones soldadas que siempre contienen
pequeños defectos con forma de fisura a partir de
los cuales éstas se propagan
tras un período de iniciación
muy corto. Así pues, las tensiones
diseñadas de la fatiga
en las reglas actuales para el
proyecto de uniones soldadas
son independientes de la
resistencia a la rotura por tracción.
Datos de la Propagación
de las Fisuras
Las velocidades de
propagación de las roturas de
fatiga parecen depender mucho
menos de las propiedades
de la resistencia estática
que la iniciación de la fisura,
al menos dentro de un sistema
concreto de aleación. En
una comparación de datos de
propagación de fisuras de
muchos tipos diferentes de
aceros, con resistencias a la
fluencia desde 250 hasta
aproximadamente 2000 Mpa
niveles de acero, Barsom [4]
observó que el agrupar los
aceros según su micro-es-
FACTORES PRIMARIOS QUE AFECTAN…
Relación de la propagación
de la fisura, da/dN,
m/ciclo
10 -5
10 -6
10 -7
10 -8
10 -9
tructura minimizaría la dispersión. En la figura 17
se muestran sus datos para aceros ferrítico-perlíticos,
martensíticos y austeníticos. También se
muestra en el mismo diagrama una banda de dispersión
común que indica una diferencia relativamente
reducida entre los comportamientos de propagación
de las fisuras de las tres clases de
aceros. Mientras que los datos para las aleaciones
de aluminio muestran una dispersión mayor que la
de los aceros, sigue siendo posible definir una
banda de dispersión común. Reconociendo que
diferentes sistemas de aleaciones parecen tener
sus curvas de propagación de las fisuras características,
se han llevado a cabo intentos para correlacionar
los datos de la propagación de fisuras en
base a la siguiente expresión
Austenítico,
acero inoxidable
da
dN
Ferrítico-perlítico
Martensítico
Banda de dispersión
general
10-10 1 2 5 10 20 50100200500
= C ⎛ Δk
⎞
⎜ ⎟
(3)
⎝ E ⎠
m
10 -3
10 -4
10 -5
10 -6
10 -7
10 -8
Rango del coeficiente de la intensidad
de tensión ΔK,MPa √m
Relación de la propagación
de la fisura, da/dN,
inch/ciclo
Figura 17 Datos de la propagación de fisuras para tres tipos de acero con resistencias
a la tracción muy distintas
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