Fátiga en materiales

República Bolivariana de Venezuela [pic 1]

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”

Extensión Maracay.

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Docente de la asignatura:

Ing. Gonzalo Vargas

Asignatura:

Elemento de maquinas

Nombre del estudiante:

Emmanuel Quintana

C.I:27.952.848

Maracay, 26 de noviembre del 2021

INTRODUCCION

      Es conocido que básicamente en todos los materiales sufren alguna degradación de sus propiedades mecánicas a lo largo del tiempo por la aplicación de cargas cíclicas, o simplemente como consecuencia de su exposición a alguna condición ambiental. La gran mayoría de los elementos de materiales compuestos también son sensibles a la fatiga por cargas cíclicas lo que puede conducir al fallo de este, causando alguna rotura, torsión, grieta, entre otro.

    El fenómeno de la fatiga de los materiales es uno de las materias que mas importantes  en la ingeniería mecánica y en varias ingenieras más; La fatiga, es la causa de un aproximado del 75% o 80% de las fallas en maquinarias; los elementos mecánicos trabajan, en su mayoría, bajo condiciones de fatiga, como un ejemplo que se pueden colocar, son los siguiente: los peldaños de una escalera metálica, las estructuras de los parques donde ejercitan los deportistas, los aparatos de un parque infantil, los ejes de diversas máquinas industriales: moledoras, trituradoras, elevadoras, los aviones, los automóviles, los sistemas de izado de carga en los puertos, entre muchos otros más ejemplos. Se ha visto que a lo largo del presente trabajo, se expone de modo general, el fenómeno de la fatiga: de que es, sus consecuencias, explicación de la gráfica S-n, como se inicia y como se propaga una grieta, factores que intervienen y por ultimo las formulas.

RESUMEN

    En este trabajo trata sobre principalmente adentrándose en el tema sobre la fatiga en los materiales, comenzando primeramente con una introducción sobre este contenido, continuando después con su definición explicando así de que trata y sobre cómo se causan, sus estudios e importante sobre la grafica S-n, que se requerirá mucho a la hora de hacer algún tipo de análisis de fatiga, luego pasamos por puntos más importantes de cómo es que se inicia y se propaga una grieta dividiéndolo en varias etapas y explicándolo de manera objetiva, eficiente y concreta, consecuentemente sigue sobre los factores que intervienen a la hora de la rotura por fatiga, como son el diseño de este, los tratamientos superficiales y el endurecimiento superficial, luego tenemos las formulas explicadas para que también se tenga conocimiento de ellos y para finalizar la conclusión sobre este tema.

DEFINICIÓN

      La fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas (fuerzas repetidas aplicadas sobre el material) se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirían la rotura. Un ejemplo que se puede hacer sobre la fatiga de materiales es que dé se tiene en un alambre: flexionándolo repetidamente se rompe con facilidad, pero la fuerza que hay que hacer para romperlo en una sola flexión es muy grande. La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes; Su principal peligro es que puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática, y aparecer sin previo aviso, causando roturas catastróficas. Es un fenómeno muy importante, ya que es la primera causa de rotura de los materiales metálicos (se aproxima que es un 90%), aunque también está presente en polímeros (plásticos, composites, entre otros), y en cerámicas.

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    En el estudio de los materiales en servicio, como componentes de órganos de máquinas o estructuras, debe tenerse en cuenta que las solicitaciones predominantes a que generalmente están sometidos no resultan estáticas ni cuasi estáticas, muy por lo contrario en la mayoría de los casos se encuentran afectados a cambios de tensiones, ya sean de tracción, compresión, flexión o torsión, que se repiten sistemáticamente y que producen la rotura del material para valores de la misma considerablemente menores que las calculadas en ensayos estáticos. Este tipo de rotura que necesariamente se produce en el tiempo, se denomina de fatiga, aunque es común identificarla como roturas por tensiones repetidas, tensiones que pueden actuar individualmente o combinadas. En el estudio de los materiales en servicio, como componentes de órganos de máquinas o estructuras, debe tenerse en cuenta que las solicitaciones predominantes a que generalmente están sometidos no resultan estáticas ni cuasi estáticas, muy por lo contrario en la mayoría de los casos se encuentran afectados a cambios de tensiones, ya sean de tracción, compresión, flexión o torsión, que se repiten sistemáticamente y que producen la rotura del material para valores de la misma considerablemente menores que las calculadas en ensayos estáticos. Este tipo de rotura que necesariamente se produce en el tiempo, se denomina de fatiga, aunque es común identificarla como roturas por tensiones repetidas, tensiones que pueden actuar individualmente o combinadas.

    Los resultados de los estudios estructurales (estáticos y dinámicos, lineales y no lineales) se usan como los datos básicos de partida para definir el estudio de fatiga. El nº de ciclos requeridos para que el fallo por fatiga ocurra en un punto depende del material y de la fluctuación de las tensiones. Esta información, para ciertos tipos de materiales férricos.

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      El método fundamental para presentar los datos de fatiga es la curva de Wohler, también llamada simplemente curva de fatiga o curva S-N (Stress-Number of cicles). Representa la duración de la probeta, expresada en número de ciclos hasta la rotura, N, para la máxima tensión invertida aplicada, un punto con una flecha horizontal indica una probeta que no ha roto. La mayor parte de las investigaciones sobre la fatiga se han realizado empleando las máquinas de flexión rotativa, en las que la tensión media es nula.

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