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Diseño de Elementos Mecánicos: Fatiga de Materiales, Monografías, Ensayos de Diseño de Máquinas

DEFINICIÓN GENERAL DE MÁQUINA.- “Es un objeto o aparato creado para ejecutar movimientos que transformen recursos del universo (energía, materiales, información, etc.) con el fin de facilitar, mejorar o sbstituir el trabajo Físico del ser Humano”.

Tipo: Monografías, Ensayos

2019/2020

Subido el 13/12/2021

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Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica
Unidad Culhuacán
Diseño de Elementos Mecánicos
Nombre: Maldonado Rodríguez Luis Fernando
Profesor: Etchechury Álvarez Víctor Cesáreo
Grupo: 7MV15
Fecha: 20/06/2021
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¡Descarga Diseño de Elementos Mecánicos: Fatiga de Materiales y más Monografías, Ensayos en PDF de Diseño de Máquinas solo en Docsity!

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y

Eléctrica

Unidad Culhuacán

Diseño de Elementos Mecánicos

Nombre: Maldonado Rodríguez Luis Fernando

Profesor: Etchechury Álvarez Víctor Cesáreo

Grupo: 7MV

Fecha: 20/06/

ASEGURA LA RESISTENCIA MECÁNICA DE UNA MÁQUINA

Para asegurar la resistencia mecánica necesaria se debe determinar las dimensiones y formas de los elementos de máquinas de modo que se excluya el posible surgimiento de deformación residual inadmisible, de rotura y destrucciones superficiales.

EVALÚACION DE CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS

Las concentraciones de esfuerzos son importantes en los materiales dúctiles solamente cuando las cargas son repetitivas. Como un material dúctil sometido a una carga fija o estacionaria cede en puntos de alta concentración si el esfuerzo excede de la resistencia de fluencia, se producirá una redistribución de esfuerzos, pero la pieza en conjunto no presentará deterioro perceptible. El escurrimiento es local (confinado a una área muy pequeña). Sin embargo, si la carga es repetitiva el esfuerzo en los puntos de concentración puede exceder la resistencia a la fatiga y entonces la pieza rompe eventualmente por fatiga.

Los concentradores de esfuerzo incluyen los agujeros, muescas, entallas, huellas o marcas de herramienta, rugosidades de superficie de cualquier clase, tales como las que resulten de la corrosión o picaduras, chaveteros, soldaduras, apoyos de cubos de ruedas, o platos de acoplamiento, etc., calados a presión (equivalentes a un cambio brusco de sección) introduciendo esfuerzos adicionales en la superficie), huellas de arranque o apriete mallugamientos o abolladuras accidentales, grietas de temple. Sopladuras e inclusiones en las piezas fundidas; pequeñas rayas de curvas de enlace o de acuerdo en lugar de radios grandes, puntos de terminación de filetes de rosca.

Definición de Fatiga

La fatiga de los materiales es un proceso de daño que se produce en los elementos mecánicos cuando se someten a cargas variables, incluso aunque estas sean varias veces inferiores a las que producirían la rotura ante una carga constante. Puede definirse como un proceso de cambio estructural permanente, progresivo y localizado que se produce en algún punto del material sujeto a condiciones que producen tensiones y deformaciones fluctuantes y que puede terminar en la aparición de grietas y la fractura completa después de un número suficiente de fluctuaciones.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA FATIGA

Endurecimiento superficial

Se cree que la rotura por fatiga comienza en puntos arbitrarios, como deslizamiento sobre los planos de cortadura de los cristales cuando están orientados de manera que esto pueda ocurrir. Las imperfecciones en los cristales del metal u otras, tales como penetración de óxidos en los contornos de los granos de dicha estructura, contribuyen a que se inicien tales fallos, que pronto se convierten en microscópicos. En las piezas reales de máquinas el agrietamiento suele comenzar en una discontinuidad, una superficie cóncava de enlace o tracción, una raya o marca de herramienta, una inclusión o un agujero en el interior de la pieza, un chavetero o ranura de chaveta. Las discontinuidades tienen por efecto aumentar localmente el esfuerzo (en la proximidad de la discontinuidad).

ESCRIBIR LAS FORMULAS EMPÍRICAS PARA CALCULAR LA FATIGA

CRITERIOS: SODERBERG, GOODMAN Y GERBER.

Criterio de Soderberg

Criterio de resistencia a fatiga utilizado para el análisis de la resistencia de piezas sometidas a tensiones fluctuantes con componente de tensión media positiva. El criterio se basa en los valores de tensión media y alternante en el punto analizado y establece que la pieza resistirá en el punto analizado siempre que se cumpla:

Gráficamente el criterio se representa por un línea recta en el gráfico de tensión media frente a tensión alternante, denominada línea de Soderberg, que indica la frontera del fallo. Cualquier punto con una combinación de tensiones media y alternante a la izquierda de la línea resistirá, mientras que uno a la derecha de la línea fallará según este criterio.

El coeficiente de seguridad en el punto analizado se obtiene, de acuerdo con este criterio, mediante el cociente:

Criterio de Goodman

Criterio de resistencia a fatiga utilizado para el análisis de la resistencia de piezas sometidas a tensiones fluctuantes con componente de tensión media positiva. El criterio se basa en los valores de tensión media y alternante en el punto analizado y establece que la pieza resistirá en el punto analizado siempre que se cumpla:

Gráficamente el criterio se representa por una línea en el gráfico de tensión media frente a tensión alternante. Dicha línea, denominada línea de Goodman, representa la frontera del fallo. Cualquier punto con una combinación de tensiones

El coeficiente de seguridad en el punto analizado se obtiene, de acuerdo con este criterio, mediante el cociente:

FORMULAS DE FATIGA MODIFICADAS POR EL FACTOR DE SEGURIDAD

Y CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS

PROBLEMA DE LA PÁG. 151 MATERIAL CAMBIADO POR EL AISI 8630 WQT A

11OO °F y N =1.8. ENCONTRAR EL DIÁMETRO.

PROBLEMA DE LA PÁG. 339, CAMBIAR EL MATERIAL POR EL C1137 y N=1.8. RESOLVER PARA ENCONTRAR EL DIÁMETRO.