Fenómeno de Fatiga

Fenómeno de Fatiga

Se cree que el mecanismo de Fatiga es uno de los fenómenos más complejos si se trata del estudio de fallas en piezas sometidas a la acción de cargas dinámicas ya que suele aparecer súbitamente y sin previo aviso. Está asociado principalmente a la presencia de patrones de carga dinámicos de tipo cíclico; el fenómeno de rotura súbita ya se conocía desde la era industrial, en aquel tiempo, se asociaba a la rotura o falla catastrófica de puentes.

Cuando comenzaron a surgir los ferrocarriles, se inició a la par el estudio científico de dicho fenómeno para dar una explicación racional a la superstición que se tenía en aquel entonces sobre el peligro de muerte que esto conllevaba. En la imagen presentada a continuación, puede apreciarse que la cubierta superior de un Boeing 737-200 se desprendió en el aire; la causa, cómo se puede intuir, fue por la fatiga asociada con micro-corrosión.

Ahora bien, desde mediados del XIX se supo que aquellas piezas sometidas a cargas variables y a través de un número grande de aplicaciones, se producía la rotura de la pieza prácticamente sin deformaciones. Los científicos de aquel entonces le llamaron fatiga por la asociación que posee este fenómeno a lo que experimenta el ser humano cuando está cansado.

Los estudios realizados condujeron a las siguientes teorías:

Que los aceros de construcción de máquinas (y metales), no poseen homogeneidad en su estructura ni continuidad de resistencia debido a que estas condiciones permiten un reacomodamiento adaptativo de los cristales a medida que aumenta la carga

Las cargas variables tienen su aplicación instantánea, por lo que no deja mucho margen temporal para el acomodamiento; este es el motivo de separación de los cristales en aquellos sitios donde existe menor cohesión intercristalina, generando el inicio de una microfisura.

Las microfisuras o grietas iniciales de fatiga suelen tener inicio sobre la superficie de las piezas en varios puntos al mismo tiempo y se propagan a los sutratos inferiores. Las grietas suelen ser muy pequeñas y muy difíciles de observar, pero se propagan en conjunto.

La vida o duración de una pieza se puede maximizar si se tienen en cuenta las siguientes pautas:

Minimizando defectos superficiales; se tiene cuidado de no generar superficies lo suficientemente rugosas para que sean susceptibles a los fenómenos de fatiga.

Maximizando el tiempo de iniciación; las tensiones residuales superficiales se reducen por medio de procesos de acabado de manufactura como el granallado o el bruñido.

Maximizando el tiempo de propagación; las grietas se propagan más rápido por las fronteras reticulares que a través de los granos. El emplear materiales que no presenten granos alargados en la dirección de propagación de la grieta permite maximizar el tiempo de propagación.

Las

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