Grafica Esfuerzo - Numero de Ciclos

Grafica esfuerzo - número de ciclos:

Esta grafica se usa principalmente para determinar la fatiga de los materiales la teoría es la siguiente: Es la falla por fractura del material que se da cuando se aplican esfuerzos que Cambia Cambian n con con el tiempo tiempo.. Bajo Bajo condic condicion iones es estáti estáticas cas (esfue (esfuerzo rzo consta constante nte)) esfuerzos aplicados menores que la Resistencia a la ensi!n no "arían que el material falle. #in embargo$ si los esfuerzos %arían en el tiempo$ como por  ejemplo el caso de un r!tulo sujeto a las fuerzas del %iento$ la repetici!n sucesi%a de esfuerzos puede causar la falla por fatiga.

&a falla por fatiga se da en tres etapas: '. #e genera genera una grieta grieta mu peque pequea a en el materia material. l. Esta grieta grieta tambi*n tambi*n puede puede ser un defect defecto o pre+e, pre+e,ist istent ente e origin originad ado o en la fabric fabricaci aci!n !n del mismo.

 

-. &a grieta grieta crece una una longitud longitud pequea pequea cada cada %ez que que se aplica aplica un ciclo del del Esfuerzo. . Cuando Cuando la grieta grieta "a crecido crecido demasia demasiado$ do$ la pieza pieza se debilita debilita  se fractur fractura a de manera s/bita.

&as propiedades de fatiga de un material se determinan por medio de un ensao de fatiga. Este ensao consiste en someter al material a un esfuerzo cíclico  contar el n/mero de %eces que se aplica el esfuerzo "asta que el material se rompe. El ensao más com/n es "acer girar un eje con una fuerza en fle,i!n en uno de sus e,tremos. Cada %uelta que da el eje es un ciclo de Esfuerzo que se aplica sobre *l.

0ara un eje de secci!n circular cargado tal como muestra la figura anterior se tiene lo siguiente: Esfuerzo aplicado sobre el eje : 1 2 '3.'4 & 56d

7onde: 1 2 esfuerzo aplicado sobre el eje medido en lbs 6 pulg- (psi) & 2 longitud del eje en pulgadas 5 2 fuerza aplicada en fle,i!n en el e,tremo del eje en lbs. d 2 diámetro del eje en pulgadas. #e mide cuántas %ueltas puede dar el eje sin romperse (ciclos de carga). Cuando finalmente el eje se rompe$ se grafica el n/mero de ciclos de carga contra el esfuerzo aplicado. 8l repetir el proceso para %arios %alores de esfuerzo aplicado$ se obtiene la cur%a de fatiga del material. &as cur%as de fatiga típicas de los metales tienen dos tendencias bien definidas: los metales ferrosos tienden a una asíntota "orizontal mientras que los metales no ferrosos tienen una tendencia decreciente.  8 partir de la cur%a de fatiga del material$ se obtiene el %alor de la Resistencia a la 5atiga del material.

&a %ida de fatiga es el n/mero de ciclos (o tiempo) que un material puede resistir al esfuerzo aplicado antes de romperse. &as propiedades de fatiga son sensibles a las muescas que tenga la pieza  a los defectos de su superficie. Ejemplo de la aplicaci!n de la gráfica esfuerzo n/mero de ciclos: 0R9B&E8; El má,imo esfuerzo que act/a en la superficie de una barra cilíndrica cuando se aplica una fuerza que la fle,iona en un e,tremo es:

Esfuerzo aplicado (pa)

cm.  una longitud de 3 cm.  a) 7eterminar el tiempo tras el cual la barra falla. b) Calcular el diámetro de la barra que e%itaría el fallo por fatiga. a)

0or tanto:

b) &ímite de resistencia a la fatiga: &.5. (sf) 2 ?33 0a.

d 2 --.' . '3+@ m;

d 2 3.3-4 m 2 -4 mm.

Esfuerzo aplicado (pa)