Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

296 PARTE DOS Prevención de fallas
1.2
1.0
A
B
Relación de amplitud S a /S e
0.8
0.6
0.4
0.2
C
–1.2 –1.0 –0.8 –0.6 –0.4 –0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Figura 6-25
Compresión S m
/S uc
Relación media
Tensión S m
/S ut
Gráfica de fallas de esfuerzos medios en ambas regiones de tensión y compresión. Al normalizar
los datos mediante la relación entre la componente de la resistencia constante y la resistencia a
la tensión S m /S ut , la relación entre la componente a la resistencia constante y a la resistencia a la
comprensión S m /S uc , y la componente de la amplitud de la resistencia al límite de resistencia a la
fatiga S a /S e permite elaborar una gráfica de resultados experimentales de una variedad de aceros.
[Fuente de datos: Thomas J. Dolan, “Stress Range”, sec. 6.2, en O. J. Horger (ed.), ASME Handbook-
Metals Engineering Design, McGraw-Hill, Nueva York, 1953.]
Figura 6-26
Diagrama de fatiga maestro
creado para acero AISI 4340
con S ut = 158 y S y = 147
kpsi. Las componentes del
esfuerzo en A son σ mín = 20,
σ máx = 120, σ m = 70, y σ a =
50, todos en kpsi. (Fuente: H.
J. Grover, Fatigue of Aircraft
Structures, U. S. Government
Printing Office, Washington,
D.C., 1966, pp. 317, 322.
También vea J. A. Collins,
Failure of Materials in Mechanical
Design, Wiley, Nueva
York, 1981, p. 216.)
A =
R = –1.0
Esfuerzo máximo máx
, kpsi
120
100
80
60
40
20
4.0
–0.6
120
2.33
–0.4
100 80 60 40
Esfuerzo alternante a
, kpsi
S e
1.5
–0.2
10 4 ciclos
20
10 5
A = 1
R = 0
10 6
0.67
0.2
R A
A
0.43
0.4
0.25
0.6
0.11
0.8
20 40 60 80 100 120 140 160 180
Esfuerzo medio m
, kpsi
S ut
0
1.0
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Esfuerzo mínimo mín , kpsi
de vida constante para N = 10 5 y N = 10 4 ciclos. Cualquier estado de esfuerzo, como el que
se indica en A, puede describirse mediante las componentes mínima y máxima, o por medio
de las componentes media y alternante. Y la seguridad se indica cuando el punto descrito por
las componentes de esfuerzo se encuentre debajo de la línea de vida constante.