Diseño para Fatiga - webaero

2. ENFOQUE DE LA TENSIÓN
GEOMÉTRICA O DE LA
TENSIÓN DEL PUNTO
CRÍTICO
2.1 Definición del Coeficiente
Geométrico de la Tensión y
del Coeficiente de
Concentración de Tensiones
En los conceptos Δσ-N, es necesario definir
el rango de tensión y el criterio de agotamiento.
Considerando la unión en X de la figura
1, se muestran las tensiones “nominales” en las
barras de refuerzo y las tensiones máximas en la
conexión, es decir, en la intersección entre las
barras de refuerzo y las de cordón.
En el caso de la carga axial, se definen
las tensiones nominales en las barras. Sin
embargo, para los momentos de flexión se ha de
definir una cierta sección transversal. En la intersección
(figura 2), es necesario definir la tensión
máxima considerada, ya que para una carga
concreta la tensión máxima real se determina
mediante:
• la geometría global de la unión (tipo de
unión y parámetros de la unión)
• la configuración global de la soldadura (soldadura
en ángulo, soldadura a tope; plana,
convexa, cóncava)
• las condiciones locales en el borde de la
soldadura (radio del borde de la
soldadura, mordedura marginal,
etc).
Las condiciones locales en el
borde de la soldadura dependen del trabajo
de taller (soldador, condiciones de
soldeo y proceso de la soldadura).
Generalmente, este efecto se incorpora
indirectamente mediante la dispersión
de los resultados de las pruebas. Lo
mismo puede aplicarse al perfil de la
soldadura (plana, convexa o cóncava).
En ocasiones, el comportamiento ante
ENFOQUE DE LA TENSIÓN GEOMÉTRICA…
Tensión
geométrica
máxima
la fatiga de las probetas con soldaduras en ángulo
se relaciona mediante coeficientes con el de
las probetas soldadas a tope.
En un principio se pensó que si se utilizaba
un rango de tensión máxima geométrica (o
también denominado punto crítico) que tuviera
en cuenta la geometría global y la carga, sería
posible relacionar el comportamiento frente a la
fatiga de todos los tipos de unión a una línea S r
básica. Sin embargo, la propagación de la fisura
no depende exclusivamente del rango de tensión
máxima real, sino de la totalidad del patrón de
las tensiones. Debido a ello, los gradientes de la
tensión también ejercen cierta influencia.
Actualmente no resulta posible incorporar estos
gradientes de la tensión de manera adecuada a
un concepto que se base en el rango de tensión
geométrico o del punto crítico. Además, tal y
como se mostrará más adelante, el espesor también
ejerce una influencia que se ha de tomar en
cuenta independientemente.
En el enfoque de la tensión geométrica o
de la tensión del punto crítico se utiliza el rango
de tensión geométrica como base para el análisis.
La tensión geométrica del punto crítico
(carrera) se define como la tensión máxima extrapolada
(carrera) al borde de la soldadura, teniendo
en cuenta los efectos geométricos globales.
La extrapolación se define de tal manera
que los efectos de la geometría global de la soldadura
(plana, cóncava, convexa) y las condiciones
en el borde de la soldadura (ángulo, mordedura
marginal) no se incluyen en la tensión
Cordón
a b
Aumento de la tensión debido a los
efectos del borde de la soldadura
Aumento de la tensión debido
a la geometría de la soldadura
Pared del cordón
Tensión geométrica
Figura 2 Extrapolación de la tensión geométrica máxima al borde de la
soldadura (para el cordón)
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