Fatiga y Termofluencia

8/17/2019 Fatiga y Termofluencia

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FACTOR DE INTENSIDAD

DE ESFUERZOS

K= factor de intensidad de esfuerzos.

Kc= Tenasidad a la fractura.

Kic= Tenasidad a la fractura en

deformación plana.


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FATIGA

ANÁLISIS DE FALLAS

2DA. UNIDAD


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FATIGA

Es la disminución de la resistencia de un material debido a

esfuerzos repetitivos, que pueden ser mayores o menores al

esfuerzo de cedencia.

(Elementos sujetos a cargas dinmicas. !viones, autos,

labes de turbinas, resortes, cig"e#ales, implantesbiom$dicos%&

Tensión'compresión, fleión, vibración, dilatación

t$rmica%


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FALLA POR FATIGA

')ucleación de grieta. (!cumulador de esfuerzos&

'*ropagación de la grieta

' +uptura


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FATIGA EN DIFERENTES

MATERIALES

ermicos. (-aja tenasidad a la fractura&

*olmeros. (Termofluencia&

/ateriales compuestos


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EJEMPLO

0n cig"e#al de motor falló. !l eaminarlo, no se encuentra

deformación plstica. 1a superficie de fractura es lisa.

!dems 2ay otras grietas en otros lugares del cig"e#al.

34u$ clase de mecanismo de falla cabe esperar5

+esp. omo el cig"e#al es una parte giratoria, la superficie

est sometida a carga cclica. 6e inmediato se debe

sospec2ar que 2ay fatiga. 1a ausencia de deformación

plstica avala la sospec2a. !dems, 1a presencia de otras

grietas es consistente con la fatiga7 las dems grietas notuvieron tiempo de crecer 2asta un tama#o que produjera la

fractura.


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ENSAYO DE VIGA

ROTATORIA EN VOLADIZO


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ESFUERZO MÁXIMO

(89'&σ = (:;M & 9 (πd :&

M = /omento de fleión = ( F * (L 9;&&

(89'&< = (>FL) / (πd 3& = ?.@A FL / d 3


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CURVA S-N


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CURVA S-N


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EJERCICIO

on el acero para 2erramientas de la imagen anterior, se

fabrica una flec2a o eje de transmisión para un 2orno de

cemento, que debe de ser de A> pulgadas de largo y debe

durar un a#o en funcionamiento continuo con una carga

aplicada de ; ?@@ lbs. 1a flec2a 2ace una revolución porminuto durante el servicio. 6ise#e un eje que satisfaga estos

requisitos.


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CICLOS DE ESFUERZO


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VELOCIDAD DE

CRECIMIENTO DE UNA

GRIETA


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VELOCIDAD DE

CRECIMIENTO DE UNA

GRIETA

Velocidad de

crecimiento de grieta en

función del intervalo de

intensidad de esfuerzo

para un acero de alta

resistencia. Para esteacero C= 1.62x10-12 n=

!.2


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VELOCIDAD DE

CRECIMIENTO DE UNA

GRIETA


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0na placa de acero de alta resistencia tiene una tenacidad a

la fractura en deformación plana de B@ /*a (m&9;, y se carga

alternativamente a ?@@ /*a a tensión y >@ /*a a

compresión. 1a placa debe durar @ a#os, y el esfuerzo se

aplica con una frecuencia de una vez cada ? minutos. 6ise#eun procedimiento de manufactura y de prueba que asegure

que el componente funcione como debe ser.

Cupóngase que f =, n=:.; y C= 1.62


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EFECTO DE LA

TEMPERATURA

uando se incrementa la temperatura del material, se

reducen tanto la vida a fatiga como el esfuerzo lmite para

fatiga.

0n cambio cclico en la temperatura provoca falla por fatiga

t$rmica.


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ENSAYO DE FATIGA

El ensayo de fatiga permite comprender el comportamiento

de un material cuando se le aplica un esfuerzo cclico.

Esfuerzo lmite de fatiga.

+esistencia a la fatiga.

Dida en fatiga.


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TERMOFLUENCIA

6eformación plstica a alta temperatura ocasionada por un

esfuerzo constante.


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ASCENSO DE LAS

DISLOCACIONES


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TERMOFLUENCIA Y

TIEMPO DE RUPTURA


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EFECTO DE LA

TEMPERATURA Y ESFUERZO


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PARÁMETRO DE

LARSON MILLER

Es usado para condensar la relación esfuerzo'temperatura'

tiempo de ruptura en una sola curva.

1./. = (T9@@@&(! 8 - ln t &

6onde T está en grados Kel!n" t es el tiempo en 2oras, ! y -

son constantes que dependen del material


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EJERCICIO

6ise#o de un eslabón para cadena

6ise#e una cadena de 2ierro fundido dctil para operar en un

2orno para ladrillos cermicos. El 2orno tiene que operar sin

ruptura durante ? a#os a >@@F, con una carga aplicada de

?@@@ lb.

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