Diseño para Fatiga - webaero

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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.
7. O. Ørjasæter et al, “Effect of Plate Thickness on the Fatigue Properties of a Low Carbon Micro- Alloyed Steel”, Proc. 3rd Int. ECSC Conf. on Steel in Marine Structures (SIMS’87), Delft, 15- 18 June 1987. BIBLIOGRAFÍA 8. P. J. Haagensen, “Size Effects in Fatigue of Non-Welded Components”, Proc. 9th Int, Conf. on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, (OMAE), Houston, Texas, 18-23 February 1990. 55
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Coeficiente de la concentración de
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1. RESUMEN 174 Una barra tubular a
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Para una sección de una barra pris
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