Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

286 PARTE DOS Prevención de fallas
Por supuesto, si también hubiera concentración de esfuerzo, su gradiente de esfuerzos
sería mucho más pronunciado, de aquí que sea improbable la falla en el núcleo.
Corrosión
Es de esperar que las partes que operan en una atmósfera corrosiva tengan una menor resistencia
a la fatiga. Por supuesto que es cierto, y se debe al desbastado o picadura de la superficie
causado por el material corrosivo. Pero el problema no resulta tan simple como el de encontrar
el límite de resistencia a la fatiga de una pieza que ha sufrido corrosión. La razón es que
la corrosión y el esfuerzo ocurren al mismo tiempo. Básicamente, esto significa que al paso
del tiempo cualquier parte fallará cuando se someta a esfuerzos repetidos en una atmósfera
corrosiva. No existe límite de fatiga. Por consiguiente, el problema del diseñador se reduce a
tratar de minimizar los factores que afectan la vida a la fatiga, a saber:
• Esfuerzo medio o estático
• Esfuerzo alternante
• Concentración del electrolito
• Oxígeno disuelto en el electrolito
• Propiedades y composición del material
• Temperatura
• Frecuencia cíclica
• Rapidez del movimiento del fluido alrededor de la pieza
• Hendiduras locales
Recubrimiento electrolítico
Los recubrimientos metálicos, como los que se hacen con cromo, níquel o cadmio, reducen el
límite de resistencia a la fatiga hasta en 50%. En algunos casos, la reducción debida a recubrimientos
es tan severa que se necesita eliminar el proceso de recubrimiento. El galvanizado no
afecta la resistencia a la fatiga. La oxidación anódica de aleaciones ligeras reduce los límites
de resistencia a la fatiga hasta en 39%, pero no tiene efecto en el límite de resistencia a la
fatiga a la torsión.
Metalizado por aspersión
El metalizado por aspersión provoca imperfecciones superficiales que pueden iniciar grietas.
Ensayos limitados muestran reducciones de 14% en la resistencia a la fatiga.
Frecuencia cíclica
Si por alguna razón, el proceso de fatiga llega a depender del tiempo, entonces también dependerá
de la frecuencia. Bajo condiciones normales, la falla por fatiga es independiente de la
frecuencia. Pero cuando hay corrosión o temperaturas elevadas, o ambas, la frecuencia cíclica
resulta importante. Entre menor sea la frecuencia y mayor la temperatura, mayor será la rapidez
de propagación de las grietas y menor será la vida a un nivel de esfuerzo dado.
Corrosión por frotamiento
El fenómeno de corrosión por frotamiento es el resultado de movimientos microscópicos de
partes o estructuras de ajuste a presión. Entre éstas se encuentran las uniones atornilladas, los
ajustes de las pistas de cojinetes, las masas de ruedas y cualquier conjunto de partes ajustadas
a presión. El proceso implica decoloración superficial, picaduras y a la larga la fatiga. El factor
de frotamiento k f depende de los materiales a unir y varía de 0.24 a 0.90.