TEORÍAS DE FALLA POR CARGAS ESTÁTICAS

TEORÍAS DE FALLA POR CARGAS ESTÁTICAS

En el diseño se debe saber predecir si una estructura va a ser segura, se va deformar  o fracturar permanentemente, cuando una estructura se va a diseñar o rediseñar se deben de tomar en cuenta los siguientes factores: material de que esta hecho, geometría de la pieza y el tipo de carga que soporta la pieza.

Una falla es una ruptura o deformación permanente de una pieza debido al sometimiento excesivo de un estado de esfuerzos axial, biaxial o triaxial, las fallas dependerán del tipo de material que se utilice; ya sea los dúctiles o frágiles.

Diagrama esfuerzo-deformación unitario

Los materiales dúctiles presentan esfuerzo de cedencia y esfuerzo último y los materiales frágiles solo se fractura. Un material dúctil siempre tendrá primero un esfuerzo de cedencia y un esfuerzo último, mientras que un material frágil solo tendrá un punto de fractura y no presentara deformación.

Ejemplos de materiales dúctiles: Acero, plata, oro, cobre

Ejemplo de materiales frágiles: madera, hierro gris, polímeros, materiales cerámicos.

Teorías de falla para materiales dúctiles

Teoría de la energía de la distorsión (VON MISES-HENCKY):

[pic 1]

Teoría del esfuerzo cortante máximo (TRESCA):

[pic 2]

 Teoría de falla para materiales frágiles

Teoría del esfuerzo normal máximo:

[pic 3]

TEORÍAS DE FATIGA EN LOS MATERIALES

La fatiga es cuando piezas son sometidas a esfuerzos variables (repetitivos, cíclicos) fallan con esfuerzos más pequeños que los calculados para esfuerzos constantes.

El comportamiento de una pieza sometida a cargas variables con el tiempo es muy distinto al de la misma pieza sometida a esfuerzos constantes (estáticos).la totalidad de las piezas sometidas a un esfuerzo de fatiga (cargas variables con el tiempo): eje de una máquina, el suelo de un edificio, las máquina-herramientas.

Normativa

UNE 7117:1958. Ensayo de fatiga de materiales metálicos.

UNE-EN ISO 19956:2005

UNE-EN ISO9664:1996. Adhesivos. Métodos de ensayo para la resistencia a la fatiga por esfuerzo de cizalla.

UNE 36480:1997. Ensayo de fatiga a flexión doble en cables de acero

UNE-EN 2591-40:1999. Materiales aeroespaciales. Elementos de conexión eléctrica y óptica.

Curvas de fatiga

Curvas S-n. Correlación grafica entre la tensión soportado y el número de vueltas que soporta el material hasta la factura. A mayor nivel de tensiones soportado menor número de vueltas que el material es capaz de soportar hasta la fractura. La forma determinada de la curva dependerá del tipo de material.

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