FACTORES QUE MODIFICAN
EL LIMITE DE RESISTENCIA
A LA FATIGA
ING. ELECTROMECANIA
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Límite de resistencia a la fatiga, Diapositivas de Diseño de Sistemas Mecánicos
En esta presentación se describen los factores que pueden modificar el límite de resistencia a la fatiga de los materiales, así como encontraras formulas y conceptos que te ayudaran a entender mejor este tema.
Tipo: Diapositivas
2020/2021
1 / 22
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FACTORES QUE MODIFICAN
EL LIMITE DE RESISTENCIA
A LA FATIGA
ING. ELECTROMECANIA
Los factores que es necesario tener en cuenta en la
fatiga de los materia para el diseño y ensayos son:
- MATERIAL
- METODO DE APLICACION DE CARGAS
- GEOMETRÍA Y CONDICIONES SUPERFICIALES
- ESFUERZOS RESIDUALES
- EFECTOS MEDIOAMBIENTALES
- NIVEL DE ESFUERZO MEDIO
METODO DE APLICACION DE CARGAS tracción-compresión: estado uniaxial de esfuerzos uniformemente distribuidos flexión rotatoria: estado de esfuerzos normales igual que en tracción compresión pero distribuidos diferentemente. Torsión: estado biaxial de esfuerzos.
GEOMETRÍA Y CONDICIONES SUPERFICIALES Los efectos geométricos y superficiales que tienen una gran influencia sobre la resistencia a fatiga de los materiales son
- Tamaño: Supone un canto en el gradiente de esfuerzos con el diámetro del espécimen
- Forma de la sección
- Orientación de las fibras
- Presencia de agujeros, esquinas, cortes, radio de acuerdo
- Acabado superficial
EFECTOS MEDIOAMBIENTALES (^) CORROSIÓN (^) ABSORCIÓN DE AGUA (^) RADIACIÓN (^) TEMPERATURA (^) FRETTING
NIVEL DE ESFUERZOS MEDIO El esfuerzo alternante permisible decrece al aumentar el esfuerzo medio.
EN EL DIMENSIONADO DE PIEZAS
- (^) Resistencia a esfuerzos
- (^) Rigidez
- (^) acabado de la superficie
- (^) Equilibrado
- (^) velocidad critica
- (^) unión de piezas
- (^) Tiempo de trabajo
- (^) Costos fabricación
- (^) Limitación de espacio
- (^) Configuración
CÁLCULO DE EL LIMITE DE FATIGA En los ensayos de fatiga se obtiene, para cada material, una relación entre la resistencia a la fatiga y el número de alternancias del esfuerzo o número de ciclos realizados. Se representan gráficamente, ajustando la nube de puntos (denominada curva de Wohler), sí se representan las dos variables de forma logarítmica se obtiene el trazado típico de la curva de fatiga; la mayoría de los materiales la curva log σ-log N tiene un tramo completamente horizontal, de manera que para valores inferiores a la ordenada del tramo horizontal el material resiste cualquier número de
Acabado superficial de la probeta(Ka) Origina concentraciones de tensiones y aparición de grietas q aceleran la rotura por fatiga. Tamaño de probetas(Kb) Diámetro>7,62mm se reduce límite de fatiga para flexión y torsión ,diámetro entre 2,79-51mm se aplica coef corrector Concentración de tensiones(Kf) Una alteración provoca una distribución no uniforme de tensiones Temperatura material A menor temperatura más límite de fatiga, depende principalmente del material
Tensiones residuales(Kv) Las residuales de tracción disminuyen la resistencia a fatiga y las de compresión las mejoran, la resistencia a fatiga mejora con tratamientos en frio). - Características direccionales Las piezas laminadas, forjadas, etc. Disminuyen la resistencia de fatiga hasta un 20% cuando se somete a esfuerzos variables en dirección perpendicular a la fibra. - Sistema de fabricación: Las inclusiones, oquedades etc. Pueden ser causa de disminución de la resistencia a fatiga, se contempla bajo el coeficiente Kv. Tratamientos térmicos La resistencia de fatiga aumenta al aplicar un tratamiento térmico q aumente la resistencia a la tracción
ECUACIÓN DE MARÍN Marin identifico que se cuantifican los efectos de la condición superficial, tamaño carga temperatura que permite ajustar el limite de resistencia a la fatiga por análisis estadístico con la siguiente ecuación
Se Límite de resistencia a la fatiga en la ubicación crítica
de una parte de máquina en la ubicación crítica de una parte de máquina en la geometría y condición de uso Factor de superficie Ka Depende de la calidad del acabo superficial y de la resistencia a la tensión (esmerilado, maquinado, estirado en frio, laminado en caliente, forjado ) Ka factor de la modificación de condición superficial Kb factor de modificación del tamaño Kc factor de modificación de la carga Kd factor de modificación de la temperatura Ke factor de modificación de efectos varios S´e limite de resistencia a la fatiga en la ubicación critica de una parte de maquina en la geometría y condición de uso