MACROMECANISMO – FATIGA
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MACROMECANISMO FATIGA
Presentado Por:Andrés Felipe Araque Triana
Sergio Muñoz Pinzón
FATIGA
Número de ciclos de esfuerzos antes que ocurra una falla
GEOMETRIA DE LA FATIGA
FISURAS
ETAPA I ETAPA II ETAPA III
ETAPA I (INICIACIÓN)Nucleación de la grieta.
Se propaga muy lentamente y en materiales policristalinos, a lo largo de planos cristalográficos de tensión de corte
Las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase.
ETAPA II (PROPAGACIÓN)La velocidad de extensión de la grieta aumenta
de manera vertiginosa
la grieta deja de crecer en el eje de esfuerzo cortante para comenzar a crecer en dirección perpendicular al esfuerzo principal.
La grieta crece por un proceso de agudizamiento de la punta a causa de ciclos de tensión. Es acá donde se observan las estrías de fatiga
ETAPA III (FRACTURA)La pieza se deteriora y falla debido a la
propagación de la grieta
Se presenta la fractura con micromecanismos asociados
Dimples o vacíos, Cleavage o faceta de clivaje y facetas intragranulares
TEXTURAS CARACTERISTICAS DE LA FATIGA
MARCAS DE PLAYA RATCHET MARKS
ESTRIAS DE FATIGA (micromecanismo, visible a elevados
aumentos)
MARCAS DE PLAYA
ESTRIAS POR FATIGA
MICROMECANISMOS FATIGA
ETAPA II
ESTRIAS DE FATIGA
ETAPA III
DIMPLES O VACÍOS
CLEAVAGE
FACETAS INTERGRANULARES
ESTRIAS DE FATIGA
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FRACTURA POR FATIGA
DISEÑO
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL
INFLUENCIA DEL MEDIO
FATIGA CON CORROSIÓN
FATIGA TÉRMICA
•DISEÑO
•Cualquier discontinuidad geométrica actúa como concentrador de esfuerzos•Es por donde puede nuclear la grieta de fatiga
•La probabilidad de fractura por fatiga puede ser reducida evitando estas irregularidades estructurales•exigiendo superficies redondeadas con radios de curvatura grandes
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
En las operaciones de mecanizado, se
producen pequeñas rayas y surcos en la
superficie de la pieza por acción del corte. Por
lo tanto se inducen microgrietas
Mejorando el acabado superficial mediante
pulido aumenta la vida a fatiga.
Uno de los métodos más efectivos de aumentar el
rendimiento es mediante esfuerzos
residuales de compresión dentro de
una capa delgada superficial.
GRANALLADO
ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL
Así como de las tensiones residuales de compresión que se originan en el proceso
INFLUENCIA DEL MEDIO AMBIENTE
(CORROSIÓN FATIGA)
La fatiga con corrosión ocurre por acción de una tensión cíclica y ataque
químico simultáneo
pueden producirse pequeñas fisuras o picaduras que se
comportaran como concentradores de tensiones
originando grietas
FATIGA EN NO METALES
CERAMICOS
POLIMEROS
CERAMICOS
POLIMEROS
NORMATIVIDAD DE LOS ENSAYOS DE FATIGA
E1049-85 (2005) Procedimientos estándar de conteo de ciclos en el análisis de fatiga
Flexión unilateral sin concentración de esfuerzo
Alta concentración
de esfuerzo
Alta concentración de esfuerzo varios origenes
Flexión bilateral sin concentración de esfuerzo
Alta concentración
de esfuerzo
Alta concentración de esfuerzo varios origenes
Gancho grúa
Pasador supensión
Tensión-compresion sin concentración de esfuerzo
Alta concentración
de esfuerzo varios orígenes
Alta concentración de esfuerzo, esfuerzo medio alto
Perno con concentración de esfuerzo media en todo el perímetro
Sin
concentración de
esfuerzos
Alta concentració
n de esfuerzos
Chaveteros
Flexión rotativa
Eje turbina
Torsión
eje
Eje motriz oruga Cigüeñal motor diesel
Sandro Griza y otros. Case study and analysis of a
fatigue failure in aTHA stem, Engineering Failure Analysis, Volume 28, March
2013,
paciente femenina, 67 años, 64 kg, después de sólo 2.5 años en servicio.La falla por fatiga fue motivada por la soltura en el cemento y el uso de acero
inoxidable fundido.THA: total hip arthroplasty
Wei Li, Qing Yan, Jianhua Xue, Analysis of a crankshaft
fatigue failure, EngineeringFailure Analysis, Volume 55, September 2015
La falla empezó en el agujero de lubricación debido a la concentración de los esfuerzos, bajar la rugosidad incrementaría la confiabilidad.