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

RATCHET MARKS

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.