Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

6-12 Criterios de falla por fatiga
ante esfuerzos variables
CAPÍTULO 6 Fallas por fatiga resultantes de carga variable 295
Ahora que se han definido las diversas componentes del esfuerzo asociadas con una parte sometida
a esfuerzo fluctuante, se desea variar el esfuerzo medio y su amplitud, o componente
alternante, para aprender algo acerca de la resistencia a la fatiga de partes sometidas a esos
esfuerzos. Tres métodos para graficar los resultados de los ensayos con las características
antes mencionadas son de uso general y se presentan en las figuras 6-24, 6-25 y 6-26.
En el diagrama de Goodman modificado de la figura 6-24 se muestra el esfuerzo medio
graficado a lo largo de la abscisa y todas las demás componentes del esfuerzo en la ordenada,
con la tensión en la dirección positiva. El límite de resistencia a la fatiga, la resistencia a la
fatiga o la resistencia de vida finita, según el caso, se grafica en la ordenada arriba o abajo
del origen. La recta de esfuerzo medio es una recta a 45° desde el origen hasta la resistencia
a la tensión de la parte. El diagrama de Goodman modificado consiste en rectas que se trazan
hasta S e (o S f ) arriba y abajo del origen. Observe que la resistencia a la fluencia también se
grafica en ambos ejes, porque la fluencia sería el criterio de falla si σ máx sobrepasara a S y .
En la figura 6-25 se ilustra otra forma de representar los resultados de los ensayos. Aquí
la abscisa representa la relación de la resistencia media S m a la resistencia última, con la
tensión graficada a la derecha y la compresión a la izquierda. La ordenada es la relación entre
la resistencia alternante y el límite de resistencia a la fatiga. Entonces, la recta BC representa
el criterio de Goodman modificado de falla. Observe que la existencia de esfuerzo medio en
la región de compresión tiene poco efecto en el límite de resistencia a la fatiga.
El diagrama, muy ingenioso, de la figura 6-26, es único pues representa cuatro de las
componentes del esfuerzo así como las dos relaciones del esfuerzo. Una curva que representa
el límite de resistencia a la fatiga para valores de R, que se inicia en R = −1 y termina con
R = 1, comienza en S e en el eje σ a , y termina en S ut en el eje σ m . También se han trazado curvas
Figura 6-24
+
Diagrama de Goodman modificado
que muestra todas las
resistencias y los valores límite
de cada una de las componentes
del esfuerzo para un
esfuerzo medio particular.
Esfuerzo
S u
S y
máx
Esfuerzo máximo
S e
S y
S u
a
r
mín
Esfuerzo
medio
a
0
45°
Paralelas
Esfuerzo mínimo
m
Esfuerzo medio
S e