Diseño para Fatiga - webaero

Deformación
unitaria
medida
La vida a la fatiga de las uniones de sección
hueca soldadas se relaciona tanto con la iniciación
de la fisura como con su propagación. Su
importancia depende del tamaño y del tipo de
unión, por ejemplo, el período de iniciación
puede cubrir del 10 al 80% de la vida a la fatiga
total.
Normalmente se adopta una fisura a través
de la pared como el criterio de agotamiento
para las uniones de sección hueca, que corresponde
a aproximadamente del 80% de la vida a
la fatiga total de una unión.
2.3 Efecto del Espesor
La razón de que, en el caso de probetas
que tienen la misma geometría y carga y el
mismo rango de tensión geométrica pero distinto
tamaño, se observe una resistencia a la fatiga
menor en las probetas con espesores mayores
se atribuye a lo siguiente [5, 7]:
• Efectos geométricos
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Iniciación de fisuras
Iniciación de
fisuras visibles
Fisura a través
de la pared
Agotamiento
A pesar de que es posible que la geometría
sea la misma, el gradiente de tensión en la
entalladura es menos acusado en el caso
de los espesores mayores. Como resultado
de ello, las tensiones en el extremo de la
fisura son mayores, incrementando, por lo
Banda extensométrica en la
úbicación de la fisura
Banda extensométricas
cerca de pero no en la
ubicación del inicio
de la fisura
Número de ciclos N
Figura 4 Relación entre la carrera de tensiones geométricas medida y el número
de ciclos en la ubicación de la fisura
• Efectos tecnológicos:
tanto, la propagación de la fisura.
La geometría no está totalmente
a escala, por ejemplo,
el radio del borde de la soldadura
no aumenta en la
misma medida que el espesor
de la pared, lo que produce
un mayor efecto del
espesor.
• Efectos estadísticos:
Estadísticamente, en un volumen
mayor la probabilidad
de que exista un defecto mayor
aumenta y la resistencia
a la fatiga disminuye con el
aumento de la magnitud del
defecto.
En espesores mayores, el tamaño del
grano es más basto, la resistencia a la
fluencia es inferior, las tensiones residuales
son mayores, la tenacidad es menor y la
probabilidad de fisuración por absorción de
hidrógeno aumenta; todo ello produce una
menor resistencia a la fatiga en el caso de
las probetas de mayor espesor.
• Otro factor que contribuye a la influencia
del espesor es el estado de tensión, es
decir, deformación plana frente a tensión
plana.
Un primer trabajo de Gurney basado en
probetas revestidas proporcionó la siguiente
corrección del espesor para la resistencia a la
fatiga, Δσ para un número concreto de ciclos:
-0,25
Δσt = Δσt referencia . ⎛ t ⎞ (3)
⎜ ⎟
⎝ treference
⎠
t referencia
El Eurocódigo 3 también ha adoptado
esta influencia para el caso de espesores superiores
a 25 mm. Para espesores menores,