Universidad Tecnológica de Panamá Faculta de Ingeniería Industrial Licenciatura en Ingeniería Mecánica Industrial

...

Figura II.3. Superficie de rotura por fatiga……………………………………..12

Figura III.1. Barra sometida a esfuerzo de flexión alternado………………...13

Figura III.2. Fractura frágil………………………………………………………..14

Figura III.3. Proceso de fatiga hasta la ruptura………………………………..15

Figura V.1 Curva S-N para diferentes escenarios de fabricación……….…18

Tabla V.2. Valores en base al el factor de desviación………………………19

Figura VIII.1. Descripción de curva S-N………………………………………….25

Figura VIII.2 Curvas S-N de diversos materiales……………………………….27

Figura IX.1. Representación de los estados de esfuerzos alternantes que producen las fallas correspondientes………………………………………….…28

Figura X.1. Esquema de una vacante como defecto puntual……………....30

Figura X.2. Dislocación de borde en una estructura cristalina. ……..……..30

Figura X.3. Forma probable del borde entre granos. Hergreares y Hills…..31

Figura XI.1. Rotura de una probeta ensayada a cargas cíclicas……………32

Figura XI.2. Tipos comunes de fisuras……………………………………...…34

Figura XIII.1. Esquema de las etapas durante la solidificación del metal fundido; cada cuadrado pequeño representa una celda unitaria. (a) Nucleación de cristales en sitios al azar en el metal fundido; obsérvese que la orientación cristalográfica de cada sitio es diferente. (b) y (c) Crecimiento de los cristales conforme continúa la solidificación. (d) Metal solidificado, mostrando granos individuales y límites de granos; nótese los diferentes ángulos en los que se encuentran los granos circundantes unos respecto de otros……………….…35

Figura XIV.1 Diferentes tamaños de grano en un metal..……………….…….37

Tabla XIV.2. Tamaño de granos en área y volumen…………………………..37

Resumen

La fatiga de material básicamente se da por el desgaste y luego la ruptura de un objeto construido. La fatiga de material, tiene que ver más que con con objetos, los cuales, soportan carga. Y nos referimos, a todos los objetos construidos por el hombre, diseñados para soportar dichas cargas

La fatiga de los materiales se da cuando se ejercen fuerzas repetidas aplicadas sobre el material creando pequeñas fisuras o grietas que pueden llegar a producir una ruptura del material. Este un fenómeno muy importante, ya que es la primera causa de rotura de los materiales metálicos.

Los primeros casos de fatiga de material, que llamaron la atención, fueron las ruedas de las locomotoras. Claro, ya que al aumentar el proceso productivo, de las industrias, su carga era mucho mayor, a lo que acostumbraran transportar.

Y es que hay leyes infalibles, en cuanto a la fatiga de material. Si uno realiza una carga estática, o sea, sin movimiento o contorsión, el material tenderá a resistir por más tiempo. Ahora, si la carga fuera dinámica, o sea, en movimiento o contorsión, la fatiga de material, se hará presente de manera más rápida, es decir, aquellas cargas dinámicas son las que principalmente ocasionan la fatiga en el material.

Es necesario tomar en cuenta lo que a nivel microscópico ocurre como son las imperfecciones la cuales se pueden dar en tres formas:

Defectos puntuales o de dimensión cero, Defectos lineales o de una dimensión llamados también dislocaciones o Defectos de dos dimensiones.

Una vez se dé una de estas se dan afectaciones en las propiedades mecánicas de material, esto conllevando a una diferente resistencia a las fatiga.

El proceso por el cual, se va generando la fatiga de material, se podría señalar de la siguiente manera. Primero en el material, se comienza a gestar una grieta. La cual en su primera instancia es prácticamente imperceptible. Como segundo paso, tenemos que aquella pequeña grieta, se va ampliando al resto del material. Es en diversas ocasiones, que en éste paso, se logra detectar la fatiga de material. Con lo cual, se logran salvar diversas vidas. Ya que de no ser así, será muy tarde. Por último y como desenlace obvio, más bien, como la crónica de una muerte anunciada, el material se fatiga y se rompe.

Esto a su vez conllevando características comunes en las superficies de ruptura de los materiales, velocidad de propagación, entre otros aspecto

- La Fatiga (Definición)

En ingeniería y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se refiere un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirían la rotura.

La fatiga es una falla que puede suceder bajo condiciones bastante inferiores al límite de resistencia del metal u otros materiales, es decir, en su región elástica. Es consecuencia de esfuerzos alternados que producen grietas, en general en la superficie debido a la concentración de tensiones.

La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes (puentes, automóviles, aviones, etc.). Su principal peligro es que puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática, y aparecer sin previo aviso, causando roturas catastróficas. Es un fenómeno muy importante, ya que es la primera causa de rotura de los materiales

La rotura por fatiga tiene aspecto frágil aún en metales dúctiles, puesto que no hay apenas deformación plástica asociada a la rotura. El proceso consiste en un inicio y posterior propagación de fisuras, que crecen desde un tamaño incial microscópico hasta un tamaño macroscópico capaz de comprometer la integridad estructural del material. La superficie de fractura es perpendicular a la dirección