Tipos De Fatiga Mecanica

Propiedades Mecánicas: Fatiga

Fatiga

Es la falla por fractura del material que se da cuando se aplican esfuerzos que cambian con el tiempo.

Bajo condiciones estáticas (esfuerzo constante) esfuerzos aplicados menores que la Resistencia a la Tensión no harían que el material falle. Sin embargo, si los esfuerzos varían en el tiempo, como por ejemplo el caso de un rótulo sujeto a las fuerzas del viento, la repetición sucesiva de esfuerzos puede causar la falla por fatiga.

La falla por fatiga se da en tres etapas:

1. Se genera una grieta muy pequeña en el material. Esta grieta también puede ser un defecto pre-existente originado en la fabricación del mismo.

2. La grieta crece una longitud pequeña cada vez que se aplica un ciclo del esfuerzo.

3. Cuando la grieta ha crecido demasiado, la pieza se debilita y se fractura de manera súbita.

Las propiedades de fatiga de un material se determinan por medio de un ensayo de fatiga. Este ensayo consiste en someter al material a un esfuerzo cíclico y contar el número de veces que se aplica el esfuerzo hasta que el material se rompe. El ensayo más común es hacer girar un eje con una fuerza en flexión en uno de sus extremos.

Para un eje de sección circular cargado tal como muestra la figura anterior se tiene lo siguiente:

Esfuerzo aplicado sobre el eje

Dónde:

s = esfuerzo aplicado sobre el eje medido en lbs / pulg2 (psi)

L = longitud del eje en pulgadas

F = fuerza aplicada en flexión en el extremo del eje en lbs.

d = diámetro del eje en pulgadas.

Se mide cuántas vueltas puede dar el eje sin romperse (ciclos de carga). Cuando finalmente el eje se rompe, se grafica el número de ciclos de carga contra el esfuerzo aplicado. Al repetir el proceso para varios valores de esfuerzo aplicado, se obtiene la curva de fatiga del material.

Las curvas de fatiga típicas de los metales tienen dos tendencias bien definidas: los metales ferrosos tienden a una asíntota horizontal mientras que los metales no ferrosos tienen una tendencia decreciente.

A partir de la curva de fatiga del material, se obtiene el valor de la Resistencia a la Fatiga del material.

La vida de fatiga es el número de ciclos (o tiempo) que un material puede resistir al esfuerzo aplicado antes de romperse.

Las propiedades de fatiga son sensibles a las muescas que tenga la pieza y a los defectos de su superficie.

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