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| Ensayo de Fatiga |
| Se define que un material
trabaja a fatiga cuando soporta cargas que varían cíclicamente
con el tiempo. Si en los ensayos estáticos, tracción y fluencia,
podía aproximarse que dF/dt ? 0, en fatiga dF/dt ? 0 en cualquier
momento del servicio.
El ensayo de fatiga tiene por objetivo analizar las características resistentes de los materiales cuando trabajan en las condiciones de fatiga prescritas. |
| Entre los parámetros
fundamentales que califican el comportamiento característico ante
la fatiga de los materiales están:
A - La cinética de la carga aplicada en el tiempo, figura 2.17. |
Figura 2.17. Ejemplo de cinética de carga aplicada. |
| B - Tipo de tensiones
generadas en la pieza, como consecuencia de la aplicación de la
carga.
Entre ellas citaremos: . Axiales originadas por tracción o compresión.C - Tipo de trabajo característico del conjunto de la pieza en la máquina. Entre ellos citamos: . Tracción. |
Figura 2.18. Cinética de la carga normalizada. |
| El tipo de trabajo, tipo
de tensiones y cinética de la carga determina una gran variedad
de ensayos de fatiga. Se consigue reducir esta gran variedad:
a) Normalizando la cinética de la carga a una aplicación senoidal definida por la carga media, Fm, la semiamplitud, Fa, y la frecuencia, f, figura 2.18. b) Reduciendo los estados de tensiones de la probeta a los que suceden en los casos descritos en C, tracción, flexión plana y flexión rotativa, para el tipo de probeta seleccionado. Cualitativamente, los resultados obtenidos en los tres tipos de ensayos, que corresponden a los tipos de trabajo, son muy similares, lo que nos permite investigar los fenómenos de fatiga seleccionando un solo tipo de ensayo. |
 
Figura 2.19. a) Máquina de fatiga de flexión rotativa. b) Esquema de la aplicación de la carga. |
| Quizás el más
universal, por la sencillez de la máquina de ensayo, es el de flexión
rotativa, que se representa en la figura 2.19. Consiste en un motor que
arrastra un eje giratorio, sobre el que se monta una probeta que queda
en voladizo. Sobre este extremo volado, gravita una carga P, la que se
mantiene sin giro por el rodamiento que las liga.
La máquina para ensayos de fatiga debe permitir el control y registro de los parámetros de ensayo, siguientes: . Cargas aplicadas, F.La máquina de fatiga por flexión rotativa, trabaja a una velocidad nominal de 3000 rpm. |
Figura 2.20. Probeta de fatiga. |
La probeta de ensayo
tiene las dimensiones siguientes, figura 2.20:
L = 15 cm.
La tensión nominal máxima sn viene definida para el caso de flexión: |
| La carga requerida es:
que corresponde para el
ensayo del acero AE275, a las cargas que se recogen en la tabla 2.2.
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TABLA 2.2. Cargas del ensayo a fatiga.
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TABLA 2.3. Resultados obtenidos en el acero AE275.
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