Diseño para Fatiga - webaero

8. RESUMEN FINAL
• En esta lección se ha mostrado que la fatiga
es un proceso de enlace muy débil de
naturaleza estadística en el transcurso del
cual se iniciará una fisura en un emplazamiento
en el que la tensión, la geometría
local y global, los defectos y las propiedades
del material se combinan para crear
una situación crítica. Así pues, la fisura se
inicia en un punto elevado y puede causar
el agotamiento de la estructura, incluso si el
resto de la misma presenta una gran resistencia
a la fatiga. Por lo tanto, la buena
práctica del cálculo de fatiga se basa en una
cuidadosa atención a los detalles que
aumentan la tensión localmente y por lo
tanto constituyen potencialmente lugares
de iniciación para las roturas de fatiga.
• Un aspecto positivo de la naturaleza local
del proceso de la fatiga es que, cuando ésta
es el criterio limitador del proyecto, tan sólo
es necesario mejorar un área relativamente
pequeña del material sometido a grandes
tensiones para aumentar la capacidad de
carga de la estructura.
• Otra conclusión general consiste en que el
aumento en el tamaño de una estructura normalmente
ocasiona una resistencia menor
con respecto a la rotura frágil, así como a la
fatiga. Así pues, es necesario considerar
adecuadamente los efectos del tamaño.
• El gran número de factores que influyen
sobre la resistencia a la fatiga hace que los
efectos combinados de estos factores sean
muy difíciles de predecir. Por lo tanto, la
manera más segura de obtener datos de
cálculo sigue siendo la realización de ensayos
de fatiga sobre componentes prototipo
en unas condiciones realistas del entorno.
• Se debe llevar a cabo un análisis normal del
cálculo estructural para las cargas de cálculo
máximas y para una serie de cargas
intermedias con número conocido de ocurrencias
en la vida calculada con el fin de
proporcionar resultados de las tensiones en
54
los detalles típicos. Alternativamente, si el
Reglamento de aplicación proporciona una
condición de carga de amplitud constante
equivalente y el número asociado de ciclos,
se debe aplicar esta carga y se deben
determinar las tensiones. Deben analizarse
las tensiones en lo referente al campo de la
variación de la tensión principal o de la tensión
directa alineada perpendicular o paralelamente
al detalle geométrico, tal y como
se define en el Eurocódigo 3. Los tratamientos
para las tensiones tangenciales se
ofrecen en el Eurocódigo 3. Los rangos de
tensión se deben multiplicar por coeficientes
parciales apropiados y, en el caso de las
cargas de amplitud variable, o bien combinarse
juntos para proporcionar un rango de
tensión de amplitud constante equivalente o
utilizarse para calcular la suma total de los
daños por fatiga.
• Se debe identificar la clasificación correcta
del detalle para los detalles críticos típicos y
se deben verificar los daños por fatiga aplicados
para la vida calculada frente a la
curva S-N de cálculo para el detalle en
cuestión. Si el cálculo no es satisfactorio, o
bien se deben reducir los rangos de tensión
o se debe modificar el detalle hasta que se
obtengan resultados satisfactorios.
9. BIBLIOGRAFÍA
1. Metals Handbook, ASM 1985.
2. ISO Standard, 373 - 1964.
3. P.C. Paris and F. Erdogan, “A Critical Analysis
of Crack Propagation Laws”, Trans, ASME, Vol.
85, No. 4, 1963.
4. J.M. Barsom, “Fatigue Crack Propagation”,
Trans, ASME, SEr. 85, No. 4, 1971.
5. H. Neuber, “Kerbspannungslehre”, Springer,
1958.
6. R.E. Peterson, “Stress Concentration
Factors”, John Wiley y Sons, 1974.