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FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA A FATIGA
DANIELA TURCO TARAZÓN UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Caracas, 15 de mayo. 2.006 (ver las notas en el
documento)
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FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA A FATIGA

• TIPO DE CARGA
• DIMENSIONES DE LA PIEZA
• ACABADO SUPERFICIAL
• CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
• TEMPERATURA

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CL
TIPO DE CARGA
Se refiere al tipo de carga a que está sometida
la pieza
Axial Flexión Torsión
Genera esfuerzos uniaxiales.
-Rotativa todas las fibras sometidas a esfuerzos
máximos. -Alternativa sólo dos fibras sometidas
a esfuerzos máximos. (Mayor resistencia ya que
zonas de la pieza más débiles pueden escapar de
los puntos críticos).
En la práctica misma resistencia para ambos
casos.
Genera esfuerzos tangenciales.
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CD
DIMENSIONES DE LA PIEZA
Experimentalmente
- Flexión y torsión el límite de fatiga baja
rápidamente mientras se aumenta el diámetro de la
probeta. Después de f 2, tiende a ser constante
- Tracción la variación del diámetro de la
probeta no produce alteración. Para 103 ciclos,
el factor dimensiones de la pieza es despreciable.
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CS
ACABADO SUPERFICIAL

• Rugosidad introduce
  concentración de esfuerzos.
• Proceso de generación del acabado
  varía las propiedades físicas del material.
• Mecanizado introduce esfuerzos
  residuales.

Afecta sobre todo a materiales homogéneos y de
grano fino.
El efecto del acabado para 103 ciclos se
considera despreciable.
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KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
Depende exclusivamente de la geometría del
material.
Las fallas por concentración de esfuerzos no son
proporcionales a KT sino a un factor Kf que
depende también de la carga q, y se puede
calcular tanto experimental como analíticamente,
mediante la ecuación
Kf q ( KT - 1 ) 1
Para uniones entre árboles, cubos, roscas y
chaveteros también se han determinado valores de
Kf de manera experimental.
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EFECTO DE LA TEMPERATURA
CT
La temperatura varía todas las propiedades
mecánicas de los materiales. En el caso del
acero, se pierde el límite de fatiga.
Éste es un factor difícil de precisar, por lo que
es preferible realizar pruebas de laboratorios
para determinarlo en materiales nuevos.
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TABLAS DE ANÁLISIS DE FALLA POR FATIGA Y DIAGRAMA
DE WöHLER
Estos valores son ciertos para materiales de
acero ya que los datos experimentales fueron
obtenidos utilizando probetas de este material.
Los valores de CT que se muestran en esta tabla
son para aceros que no trabajan a altas
temperaturas.
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CL
TIPO DE CARGA

• Para S106
• - Flexión Rotativa CL 1
• - Flexión Alternativa CL 1
• - Carga Axial Alternativa CL 0.9
• - Torsión Alternativa CL 0.58

b) Para S103 - Flexión Rotativa
CL 0.9 - Flexión Alternativa
CL 0.9 - Carga Axial Alternativa
CL 0.75 - Torsión Alternativa
CL 0.72
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CD
DIMENSIONES DE LA PIEZA
Afecta sólo a S106 - Carga Axial
Alternativa CD
1 - Flexión o Torsión d lt
0.4 CD 1 - Flexión o Torsión
0.4 lt d lt 2 CD 0.9 - Para
todo tipo de carga d gt 2 CD
0.75 (sugerido)
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CT
EFECTO DE LA TEMPERATURA
Afecta a S106 y a S103 T lt 450º C (840º
F) CT 1 450º C lt T lt 550º C
CT 1- 5.8 X 10-3 (T- 450º C) 840º
C lt T lt 1020º F CT 1- 302 X 10-3 (T-
840º F)
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FACTORES Kf PARA ROSCAS
Datos obtenidos para roscas de 3/8, pueden ser
utilizados conservadoramente para roscas menores.
Para roscas mayores, aumentar el Kf
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FACTORES Kf PARA CHAVETEROS
Factores Kf para
Ajustes Ajuste prensado Kf 2
Combinación ajuste prensado con chaveta o
lengüeta Kf 2.5 a 3
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CS
ACABADO SUPERFICIAL
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q
FACTOR DE PETERSON
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KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
FLEXIÓN
17
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
AXIAL
18
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
TORSIÓN
19
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
FLEXIÓN
20
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
AXIAL
21
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
TORSIÓN
22
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
FLEXIÓN
23
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
AXIAL
24
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
FLEXIÓN, AXIAL Y TORSIÓN
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KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
FLEXIÓN
26
KT
CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
AXIAL
27
ALGUNAS IMÁGENES SOBRE LA FATIGA
28
ESTUDIO DE FATIGA DE UNA PIEZA
29
MÁQUINA DE CARACTERIZACIÓN MECÁNICA
30
Fractura del eje de una soplante por fatiga
31
Análisis estructural y a fatiga de un silo según
Eurocódigo
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REPRESENTACIÓN DE UNA MÁQUINA DE ENSAYO DE FATIGA