CUESTIONARIO
Responda las siguientes preguntas: 1.a. ¿Qué entiende UD. Por fatiga? Describala usando sus propias palabras. La fatiga es el fenómeno general de fallo del material tras varios ciclos de aplicación de una tensión menor a la de rotura. Por ejemplo si se tiene un alambre al momento de flexionarlo repetidamente se rompe con facilidad, pero la fuerza que ha que hacer para romperlo es una sóla flexión mu grande 1.b. ¿Qué factores afectan las propiedades de fatiga de un material? !on diversos los factores que intervienen en un proceso de rotura por fatiga aparte de las tensio tensiones nes aplicad aplicadas. as. "s# pues, pues, el dise$o dise$o,, tratamie tratamiento nto superfi superficial cial endure endurecimi cimient ento o superficial pueden tener una importancia relativa. Diseño %l dise$o tiene una influencia grande en la rotura de fatiga. &ualquier discontinuidad geom'trica act(a como concentradora de tensiones es por donde puede nuclear la grieta de fatiga. &uanto m)s aguda es la discontinuidad, m)s severa es la concentración de tensiones. Tratamientos Tratamientos superficiales %n las operaciones de mecanizado, se producen peque$as raas surcos en la superficie de la pieza por acción del corte. %stas marcas limitan la vida a fatiga pues son peque$as grietas las cuales son mucho m)s f)ciles de aumentar. *ejorando el acabado superficial mediante pulido aumenta la vida a fatiga. Endurecimiento superficial superficial %s una t'cnica por la cual se aumenta tanto la dureza superficial como la vida a fatiga de los aceros aleados. %sto se lleva a cabo mediante procesos de carburación nitruración, en los cuales un componente es expuesto a una atmósfera rica en carbono o en nitrógeno a temperaturas elevadas. 1.c. ¿Qué fases ocurren durante el comportamiento a fatiga de un material? !e dan en tres fases: Fase 1 !niciaci"n#$ +na o m)s grietas se desarrollan en el material. Las grietas pueden aparecer en cualquier punto del material pero en general ocurren alrededor de alguna fuente de concentración de tensión en la superficie exterior donde las fluctuaciones de tens tensió ión n son son m)s m)s elev elevad adas as.. Las Las grie grieta tass pued pueden en apar aparec ecer er por por much muchas as razo razone nes: s: imperfecciones en la estructura microscópica del material, ralladuras, ara$azos, muescas entallas causados por las herramientas de fabricación o medios de manipulación. Fase % Propagaci"n#$ "lguna o todas las grietas crecen por efecto de las cargas. "dem)s "dem)s,, las grietas grietas generalme generalmente nte son finas de dif#cil dif#cil detecci detección, ón, aun cuando cuando se encuentren próximas a producir la rotura de la pieza. Fase & 'otura#$ La pieza contin(a deterior)ndose por el crecimiento de la grieta quedando tan reducida la sección neta de la pieza que es incapaz de resistir la carga desde un punto de vista est)tico produci'ndose la rotura por fatiga. 1.d. ¿Qué comportamiento esta mas relacionado con la fatiga? a# Pandeo b# Fractura c# Plasticidad Plastici dad d# (reep
%.a. ¿Qué se entiende por )numero de ciclos alto* umericamente se conoce como: 3
-atiga de alto n(mero de ciclos
5
¿ 10 −10
ciclos
%n el estudio de la fatiga de alto ciclo, se utiliza la curva ! del material, que correlaciona la amplitud de tensión que es la mitad de la diferencia algebraica entre las tensione m)xima m#nima, con n(mero de ciclos asociado a la falla. %.b. ¿Qué tipo de fatiga ocurre para ba+o numero de ciclos , para alto numero de ciclos?
%.c. ¿Qué es un diagrama -igma/? %stas curvas se obtienen a trav's de una serie de ensaos donde unaprobeta del material se somete a tensiones c#clicas con una amplitud m)xima relativamente grande /aproximadamente 012 de la resistencia est)tica a tracci n3. !e cuentan los ciclos hasta rotura. %ste procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes m)ximas decrecientes. Los resultados se representan en un diagrama de tensi n,!, frente al logaritmo del n(mero N de ciclos hasta la rotura para cada una de las probetas. Los valores de S se toman normalmente como amplitudes de la tensión.
%.d. ¿Qué es el limite de endurancia endurance limit#? ¿Todos los materiales presentan ese limite? ¿0os aceros tienen endurancia?
%.e. ¿("mo se puede aumentar la resistencia a fatiga de un metal?
%.f. )Una e2 3ue una grieta se 4a iniciado en una superficie 3ue era lisa5 se propaga rapidamente por fatiga*. ¿6erdadero o Falso? %s falso. La esencia es que siempre que un material se va a someter a fuerzas mec)nicas, el'ctricas, t'rmicas, magn'ticas o de otra #ndole, que posiblemente sean c#clicas se debe tener en cuenta el efecto de la fatiga durante un periodo largo. %l aspecto de las piezas rotas por fatiga presenta en su superficie de rotura dos zonas caracter#sticas que son: Una 2ona lisa5 de estructura fin7sima , brillante$ La rotura por fatiga se da despu's de un periodo relativamente largo. Una 2ona de cristales grandes5 o de estructura fibrosa$ &uando la rotura por fatiga se da instant)neamente debido a la disminución de sección.
&. En mecanica de solidos se entiende 3ue un fenomeno o proceso es mu, sensible a pe3ueñas imperfecciones cuando ensa,os en condiciones similares sobre muc4as probetas dan ariaciones del orden del 89:. (uando las ariaciones son del %9: se
dice que es moderadamente sensible. Variaciones inferiores al 10 indican que !racticamente no "a# sensibilidad. $%or qu& las concentraciones de tensiones inciden sobre el com!ortamiento a fati'a($Cuanto modifican la res!uesta( Las tensiones de tracción compresión son las responsables de la apertura cierre de grieta respectivamente de modo que una tensión media de tracción empeora el comportamiento a tracción una de compresión lo mejora. %sto ocurre para fatiga a alto n(mero de ciclos, siendo mucho menor dicho efecto en el caso de fatiga a bajo n(mero de ciclos. ¿("mo actua la corrosion con , sin concentraciones de tensiones en un metal?
En un determinado miembro estructural 4a, ciclos de carga cu,o alor medio no es cero5 , e;iste concentraci"n de tensiones. El daño por fatiga esta asociado a a# 0a tension ma;ima< b# 0a tensi"n media< c# la diferencia entre la ma;ima , la minima.
