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Diseño para Fatiga - webaero

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diagrama S-N con R = constante o con<br />

S m , las dos curvas S-N resultan diferentes,<br />

como se muestra en la figura<br />

20.<br />

El efecto de la tensión media<br />

sobre la resistencia a la fatiga se presenta<br />

habitualmente en diagramas de<br />

Haigh, tal y como se muestra en la figura<br />

21, donde S a / S o se traza frente a<br />

S m / S u . S o es la resistencia a la fatiga<br />

a una vida concreta bajo condiciones<br />

totalmente invertidas (S m = 0,R = -1).<br />

S u es la resistencia a la rotura por tracción.<br />

Así pues, los puntos de datos<br />

representan combinaciones de S a y de<br />

S m que proporcionan esa vida. Los<br />

resultados se obtuvieron <strong>para</strong> probetas<br />

pequeñas no entalladas, probadas a<br />

varias tensiones medias de tracción.<br />

Las líneas rectas son las líneas de<br />

Goodman y de Soderberg modificadas y la línea<br />

curva es la parábola de Gerber. Se trata de relaciones<br />

empíricas que se representan mediante<br />

las siguientes ecuaciones:<br />

Sa<br />

S<br />

Goodman modificada + m<br />

= 1 (5)<br />

So<br />

Su<br />

Log S r<br />

2<br />

Gerber Sa<br />

⎛ ⎞<br />

⎜<br />

S<br />

⎟<br />

= 1 (6)<br />

+ m<br />

S<br />

⎜ ⎟<br />

o ⎝ Su<br />

⎠<br />

FACTORES PRIMARIOS QUE AFECTAN…<br />

R = Constante<br />

S m = Constante<br />

Log N<br />

Figura 20 Curvas de resistencia a la fatiga (S-N) obtenidas en<br />

ensayos con tensión media y razón R constante<br />

Tensión alterna, S a<br />

Resistencia a la fatiga bajo condiciones invertidas, S f<br />

1,2<br />

1,0<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

Goodman<br />

Soderberg<br />

Líneas de fluencia<br />

Gerber<br />

0,2<br />

Líneas de<br />

cálculo<br />

0<br />

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0<br />

Tensión media de tracción, S m<br />

Tensión de rotura por tracción S u<br />

Figura 21 El diagrama de Haigh muestra los datos de ensayo del efecto<br />

de la tensión media (puntos), así como las relaciones de<br />

Gerber y las relaciones modificadas de Goodman y Soderberg<br />

Sa<br />

Sm<br />

Soderberg + = 1 (7)<br />

So<br />

Sy<br />

Las curvas de Gerber ofrecen un ajuste<br />

razonablemente satisfactorio <strong>para</strong> los datos,<br />

pero algunos puntos caen por debajo de la línea,<br />

es decir, en el lado inseguro. La línea de<br />

Goodman representa una relación inferior de los<br />

datos, mientras que la línea de Soderberg constituye<br />

un límite inferior relativamente conservador<br />

que se utiliza a veces en el cálculo. Estas<br />

expresiones deben utilizarse con precaución<br />

durante el cálculo de componentes reales, puesto<br />

que los efectos de entalladuras, condición de<br />

la superficie, tamaño y entorno no se tienen en<br />

cuenta. También el efecto de interacción de las<br />

tensiones debido a la desviación de la carga<br />

media durante las cargas del espectro podría<br />

modificar los efectos de las tensiones medias<br />

que proporcionan las tres ecuaciones.<br />

6.3 Efectos de la Entalladura<br />

La fatiga es un proceso de enlace muy<br />

débil que depende de la tensión local en un<br />

área pequeña. Si bien la mayor deformación en<br />

una entalladura no aporta una contribución sig-<br />

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