Work Traducido Chau Chau

7/24/2019 Work Traducido Chau Chau

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Estimacin de vida a la fatiga de materiales deconstruccin bajo carga cclica

Resumen.En la literatura, hay muchos criterios de fatiga multiaxial. Se basan en diversos

supuestos y parmetros que describen el proceso de fatiga. Entre ellos, hay un

grupo especial de criterios basado en el concepto de plano crtico. Algunos de

ellos en sus ecuaciones tienen en cuenta la proporcin de la normalidad y

tensiones de ciallamiento. !acha ha formulado el criterio de mxima tensin

normal y cortante en plano de fractura que se puede generaliar para el

alcance de carga aleatoria de numerosos criterios. "os presentes autores del

estudio han estimado la vida de fatiga de varios materiales de construccin.

#ara los fines del anlisis, los autores proponen modificar el !$todo de

%arpinteri, para encontrar la orientacin del plano crtico, que se utilia en

multiaxial, el criterio de fatiga se define en el plano crtico. Este plano se gira a

trav$s del ngulo de & en relacin con el plano definido por mximas tensiones

normales. En este estudio los autores analiaron el clculo variabilidad de

resistencia a la fatiga, dependiendo del ngulo &.

Se realiaron estudios de simulacin en el que se supuso que & '( ), *+ ).

#or cada uno de los *- ngulos, se calcularon los parmetros y / que

aparece en la frmula que define la tensin equivalente."uego se calcul la vida a fatiga de acuerdo con el modelo propuesto para

cada uno de los ngulos beta obtenido. El anlisis resistencia a la fatiga se

llev a cabo con el fin de verificar que el ngulo & da los resultados ms

similares

Introduccin

E" fenmeno de fatiga de materiales y estructuras es un problema importantedel da. "a fatiga se produce en varios campos de la industria, es decir, la

industria aeroespacial, la maquinaria, la minera o el transporte. El ob0etivo

principal de la mayor parte de la investigacin sobre la prediccin de la

resistencia a la fatiga es identificar un m$todo de estimacin de la resistencia a

la fatiga ya en la etapa de dise1o y construccin de componentes de mquinas

y dispositivos. El criterio de la fatiga en la carga multiaxial se basa en que

estableca tal valor equivalente que permita la comparacin de la carga

multiaxial con carga uniaxial. "iteratura del tema proporciona una serie de

criterios de fatiga multiaxiales 2-3. Estos criterios se basan en varios supuestos

y parmetros del proceso de fatiga. 4n grupo separado de criterios entre ellos


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se basan en el concepto plano crtico 2*3. Algunos de los criterios incluyen la

relacin de la fatiga de flexin a la fatiga torsional. El documento analia la

estimacin de la resistencia a la fatiga dependiendo de la orientacin

cambiante del plano crtico de torsin proporcional de flexin para

determinados materiales de construccin.

El documento tambi$n compara el clculo y los resultados experimentales de

resistencia a la fatiga de materiales especficos, utiliando criterios como fatiga

multiaxiales y varios m$todos para determinar la orientacin del plano

fundamental teniendo en cuenta la relacin de fatiga.

Resistencia a la fatiga algortmicamenteEl clculo de estimacin de vida a fatiga se us el modelo normaliado, que

consta de varias etapas. El primer paso incluye la medicin la generacin o el

clculo del componente de la tensin de esfueros, de acuerdo con las

siguientes ecuaciones5

xx ( t)=a sin(t)

t

xy( t)=a sin

6onde5

a 7 amplitud de tensin normal inducida por flexin,a 7 amplitud de la

tensin de ciallamiento inducido por torsin, 7 frecuencia angular, 7

ngulo de cambio de fase, t 7 tiempo.

En el modelo presentado, El curso de tensin normal xx ( t) se refiere a la

tensin inducida por deformacin, mientras

xy

( t)se refiere a torsin de la

tensin inducida. El siguiente paso implica la determinacin del ngulo de

orientacin del plano crtico, que se puede hacer usando uno de los tres

m$todos establecidos5 funciones de peso, acumulacin da1o o variana. En

este traba0o, la orientacin del plano crtico se determin utiliando el m$todo

de la acumulacin de da1os. Si el criterio propuesto por %arpinteri et al. 283 se

utilia, el ngulo de inclinacin del plano crtico se incrementa por el ngulo


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=3

2 [1( 1B2 )2

]45 9:;


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%on respecto al ngulo determinado por la mxima tensin normal, donde5

B2=afaf

9*;

6ondeaf , af son lmites a la fatiga por flexin y torsin,

respectivamente.

"a relacin 9*; se ha propuesto para algunos materiales construccin, y el

grupo en el que esta relacin es constante ya se determin.

. En tal caso, las hiptesis permiten calcular la vida a la fatiga. En cuanto a

otros materiales, no hay un criterio universal de vida de fatiga clculo debido a

que es necesario incluir variaciones de la relacin a/a y dependiendo de

un nay una serie de criterios de fatigas multiaxiales. En este sentido, estamos

hablando del grupo basado en el concepto del plano crtico.

!acha 2 ?3 ha formulado el criterio del mximo normal y esfuero cortante en

plano fractura que pueden generaliarse para el alcance de carga aleatoria de

numerosos criterios. "a forma general puede ser escrito como5

eq ( t)=Bns(t)+kn( t) 9+;

6nde5 , / 7 constantes que se utilian para la seleccin de criterio especfico

forma 2@3

En este documento, con el fin de verificar la conformidad de los resultados ms

altos, los tres criterios diferentes de fatiga multiaxiales utiliadas fueron5

=. %riterio de la mxima tensin normal en el plano, en la siguiente forma

eq ( t)=B1ns ( t)+n(t) 9-;

6onde5 B1 7 constante dependiendo del tipo de material, n (t) 7 es el

curso normal de tensin orientado en ngulo hacia xx, expresada por la

siguiente ecuacin5

n ( t)=xx ( t)(cos)2+xy ( t)sin 2 9@;

%onsiderando que BCs9t; es el curso de esfuero cortante


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ns ( t)=

12 xx

(t)sin2+xy ( t) cos2 9?;

6onde5

n+ 9D;

n Es el ngulo definido por tensin normal mediante el m$todo o

acumulacin da1os por encontrar un ngulo, por lo que la carga normal alcana

su mxima variana 2=:, =+3

nn (n )= 1

T00

T0

n2 (t) dt 9=(;

6onde T0 es el tiempo de observacin, en carga de amplitud constante es

un ciclo.

8. %riterio en el esfuero de corte mximo plano, en la siguiente forma

eq (t)=B2ns(t)+(2B2)n(t) 9==;

6onde en el caso general5

B2=a(Nfi)/a(Nfi ) 9=8;

7 Nfi es el n


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:. %riterio mediante determinacin de orientacin del plano crtico de acuerdo

con el !$todo de %arpinteri, tal como se define en el prrafo 9:;, donde

factores de ponderacin se puede definir como5

cos22

sin2sin(90+2)

B=

B2sin (90+2)

(cos)2

9=:;

cos2

K=2+B sin2

9=*;

El FA# 2==3 y los aceros :(%rFi!o? 2=*3, GGG*( hierro fundido 2 D3, y latn

%uHn*(#b8 2+3. "os resultados tambi$n se utilian para calcular las ecuaciones

de regresin para flexin oscilatoria 9o criterio unixial;, seg


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6e torsin bilateral, la ecuacin de regresin toma la forma de

logNf=A+m loga

9=@;

6onde5

A , m , A , m 7 coeficientes de ecuacin de regresin de flexin

y oscilatoria de torsin bilateral, respectivamente.


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abla=5 !uestra los valores de los coeficientes de la ecuacin de regresin

para analiar materiales.

Iig.=5 !uestra el diagrama fatiga oscilatoria de flexin y torsin bilateral en el

e0emplo de la #A* de aleacin de aluminio.

Figura 1: diagrama de Fatiga e!in " oscilatoria de la torsin bilateral #ue

$%&'()$ aluminio *donde

a +

a son las am,litudes de las tensionesgeneradas ,or el momento torsional " momento de e!in+res,ectivamente-.

)abla 1: oe/cientes de ecuacin de regresin ,ara analizarmateriales.

0 %+ 23 4. 5ara cada uno de los 2$ angulos se calcularon ,arametros 6 "7 de acuerdo con las frmulas *18- " *12-. Fig. ' 5resenta 6 " 7 constantesde,endiendo del 9ngulo de la 5A2 aleacin de aluminio.

Ncal=10Am logeg,a


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Figura ': ;a de,endencia del ,ar9metro a- 6+ b- 7 desde el 9ngulo dealeacin de aluminio $%&' *5A2-.

;A< =ERIFIAI>?E< @E ;>< RI)ERI>5E< B E; A?C;I< RE6)E?I@>encJe es 0usto en el lmite de los materiales en caso de plstico

resistente. %omo podemos ver, en esta relacin 9abla =; para el acero

=(>FA# supera ese valor. 6e esta forma, se ha propuesto a introducir el valor

lmite de plastificacin de acuerdo con la hiptesis de resca 9mx. KL M 8;.

#or lo tanto, la formula analgica a 9:; es como sigue5


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=4

3 [1( 1B2

)2

] 45 *'%-


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%uando se analian los datos que se muestran en la Iig. *, podemos ver que

los puntos de distribucin definido como mnimo para los distintos materiales,

se encuentran a lo largo de la curva ms convexo. 6e esta forma, una nueva

curva se ha propuesto, cumpla las mismas condiciones de frontera como la

frmula 98(; 7 con el argumento de rango '(, 8 , de la siguiente forma5

=16

15 [1( 1B2 )4

]45 *'1-

Figura 2: ;a relacin entre el 9ngulo " el ,ar9metro 2 segn

diferentes modelos.


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onclusiones

Analiando los resultados de ensayos de fatiga y los clculos, se puede

concluir que5

=. El criterio de fatiga multiaxiales propuestos por la vida estimacin es

aplicable a una amplia gama de materiales resistentes de quebradia de

resistente de plstico.8. "a %arpinteri et al. hiptesis ha demostrado ser derecho. "a hiptesis se

refiere a la orientacin crtica rotacin plano definido por tensiones

normales por el ngulo depende de la relacin entre los lmites de la fatiga

por flexin y torsin.:. "a resci criterio ha sido tomada como las condiciones de frontera para los

materiales de plstico resistente de estado. "a nueva forma de la frmula

para la orientacin del plano crtico ngulo de rotacin se ha propuestosobre la base de esta condicin.

*. Adems se requiere la verificacin de otros materiales y otras condiciones

de carga.


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Referencias

1K A


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N1$K 7ure+ M.+ Pagoda+ ).+ ;a estimacin de la vida de fatiga bajo cargascclicas inclu"endo fuera de ,aralelismo de las caractersticas+ Mec9nicaA,licada " Materiales+ 1%2 *'%1'- 1'3(18'.

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