Diseño para Fatiga - webaero

Carrera de
tensiones
N/mm 2
considera que, en el caso de condiciones no agresivas
del entorno, por ejemplo acero en el aire, el
efecto de la frecuencia sobre el comportamiento
de la fatiga de amplitud constante es escaso o inexistente.
No obstante, en condiciones agresivas,
por ejemplo acero en agua salada, puede haber
efectos significativos de la frecuencia sobre el
mecanismo de propagación de las fisuras, que
produzcan un aumento en su velocidad de propagación,
vidas más cortas y la reducción o eliminación
del límite de fatiga. En el caso de los ensayos
de fatiga en lugares en los que es posible que las
condiciones del entorno sean importantes, es
necesario llevar a cabo los ensayos con la
misma frecuencia que la de la carga de servicio.
Un ejemplo de esto lo constituye el
efecto de la carga de las olas sobre las plataformas
petrolíferas, en las que una frecuencia
típica de las olas es de aproximadamente
0.16 Hz. Evidentemente, esto tiene
implicaciones importantes sobre el período
de tiempo necesario para llevar a cabo los
ensayos, ya que acumular un millón de ciclos
a 0.16 Hz supondría unos 70 días, mientras
que una prueba convencional en el aire a,
por ejemplo, 16 Hz, alcanzaría la misma vida
en menos de 1 día. Para cualquier estructu-
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S 1, n 1
S 2, n 2
S 3, n 3
S 4, n 4
ra, la respuesta de ésta a la carga
dinámica depende de la frecuencia
o índice de la carga aplicada y de
las características vibratorias de la
estructura en sí. Reviste una gran
importancia que el proyectista se
asegure de que las frecuencias de
resonancia naturales de la estructura
están bien separadas de las
frecuencias de la carga aplicada
que pudiera producirse. Incluso en
este caso, la estructura puede responder
con frecuencias de la fluctuación
de la tensión que son una
combinación de la frecuencia de la
carga aplicada y de sus propias
frecuencias vibratorias. Además,
puesto que la magnitud de la carga
también puede variar con el tiempo,
es necesario considerar aspectos
tanto del dominio de la frecuencia
como del dominio temporal. La
figura 35 muestra una respuesta
del dominio de la frecuencia típica para fluctuaciones
de la tensión en un emplazamiento concreto
situado en una plataforma petrolífera. Este diagrama
proporciona información acerca del número de
veces que se superan diferentes niveles de tensión,
así como los datos de la frecuencia. Los valores
máximos de aproximadamente 0,16 Hz corresponden
a la carga aplicada, mientras que los picos
más elevados de la frecuencia son los debidos a la
respuesta vibratoria de la estructura.
S 5, n 5
S 6, n 6
S 7, n 7
S 8, n 8
1 2 3
Frecuencia (Hz)
Figura 35 Diagrama del dominio de frecuencias en la historia de tensiones
Tensión
Con cargas de fatiga de amplitud variable
de este tipo, existen complejidades adicionales
Tiempo
Figura 36 Historia de las tensiones de amplitudes variables de
banda ancha