Diseño para Fatiga - webaero

la entalladura, es decir, que una entalladura no
reduce la resistencia a la fatiga. En el caso de los
materiales extremadamente dúctiles y de baja
resistencia, como el cobre recocido, q se aproxima
a 0. También los materiales que presentan
defectos grandes, por ejemplo piezas de fundición
gris con escamas de grafito, presentan valores
de q cercanos a 0. Los materiales duros y
frágiles tienen valores de q que se aproximan a
la unidad. En general se observa que q es una
función del material y del radio de la raíz de la
entalladura. Por lo tanto, el concepto de sensibilidad
a la entalladura también incorpora un efecto
del tamaño de la entalladura.
El coeficiente de la fatiga por entalladura
se aplica al campo de los ciclos grandes, a vidas
cortas, K f se aproxima a la unidad, ya que las
curvas S-N para las probetas con y sin entalladura
convergen y coinciden en N = 1/4 (ensayo
de tracción). Como resultado de investigaciones
experimentales sobre materiales dúctiles, se
observó que el coeficiente de la fatiga por entalladura
tan sólo ha de aplicarse a la parte alternante
de los ciclos de tensiones y no a la tensión
media. No obstante, en el caso de los materiales
frágiles, también se debe aplicar K f a la tensión
media.
6.4 Efectos del Tamaño
A pesar de que el efecto del
tamaño está implícito en el enfoque
del coeficiente de la fatiga por entalladura,
normalmente se hace uso de un
coeficiente de reducción del tamaño a
la hora de realizar el cálculo contra la
fatiga. La necesidad de esta correlación
adicional del tamaño es producto
del hecho de que el efecto del tamaño
de la entalladura se satura para radios
de la raíz de la entalladura superiores
a aproximadamente 3-4 mm, es decir,
K f → K t , mientras que es bien sabido a
partir de los ensayos sobre componentes
de tamaño real, también sobre
los no entallados, que la resistencia a
la fatiga sigue descendiendo a medida
que aumenta el tamaño, sin ningún
FACTORES PRIMARIOS QUE AFECTAN…
K T S n
límite aparente.
Normalmente el efecto del tamaño sobre
la fatiga se atribuye a las siguientes fuentes:
• Un efecto estadístico del tamaño, que constituye
una característica inherente del proceso
de la fatiga. La naturaleza de la iniciación
de las fisuras, que es un proceso de
enlace muy débil en el que se inicia una
fisura, cuando variables tales como tensión
interna y externa, geometría, magnitud y
número de defectos y propiedades del
material se combinan para proporcionar las
condiciones óptimas para la iniciación y propagación
de las fisuras. Por lo tanto, el
aumento del tamaño produce mayores probabilidades
de que exista un punto débil.
• Un efecto industrial del tamaño, que se
debe a las diferentes vías de procesamiento
del material y a los diferentes procesos
de fabricación que experimentan las piezas
grandes y las pequeñas. Las condiciones
superficiales diferentes y las tensiones residuales
constituyen importantes aspectos de
este tipo de efecto del tamaño.
• Un efecto geométrico del tamaño, también
denominado el efecto del gradiente de las
tensiones. Este efecto se debe al menor
(K f - 1)S n
(K t - 1)S n
Figura 23 Reducción de tensiones debida a la plasticidad cíclica
S n
K f S n
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