Fatiga y fractura por fatiga de componentes metálicos.

2022-08-09

La fractura por fatiga es una de las principales formas de fractura de componentes metálicos. Desde la publicación del clásico trabajo de fatiga de Wöhler, se han estudiado en profundidad las propiedades de fatiga de diferentes materiales cuando se ensayan bajo diversas cargas y condiciones ambientales. Aunque la mayoría de los ingenieros y diseñadores han notado problemas de fatiga y se ha acumulado una gran cantidad de datos experimentales, todavía hay muchos equipos y máquinas que sufren fracturas por fatiga.
Hay muchas formas de falla por fractura por fatiga de piezas mecánicas:
*Según las diferentes formas de cargas alternas, se puede dividir en: fatiga por tensión y compresión, fatiga por flexión, fatiga por torsión, fatiga por contacto, fatiga por vibración, etc.;
*Según el tamaño de los ciclos totales de fractura por fatiga (Nf), se puede dividir en: fatiga de ciclo alto (Nf>10⁵) y fatiga de ciclo bajo (Nf<10⁴);
*Según las condiciones de temperatura y medio de las piezas en servicio, se puede dividir en: fatiga mecánica (temperatura normal, fatiga en el aire), fatiga por alta temperatura, fatiga por baja temperatura, fatiga por frío y calor y fatiga por corrosión.
Pero sólo hay dos formas básicas, a saber, la fatiga por corte causada por un esfuerzo cortante y la fatiga por fractura normal causada por un esfuerzo normal. Otras formas de fractura por fatiga son la combinación de estas dos formas básicas en diferentes condiciones.
Las fracturas de muchas partes del eje son en su mayoría fracturas por fatiga por flexión rotacional. Durante la fractura por fatiga por flexión rotacional, el área de la fuente de fatiga generalmente aparece en la superficie, pero no hay una ubicación fija y el número de fuentes de fatiga puede ser una o más. Las posiciones relativas de la zona fuente de fatiga y de la última zona de fractura generalmente siempre están invertidas en un ángulo con respecto a la dirección de rotación del eje. De ello se puede deducir el sentido de giro del eje a partir de la posición relativa de la zona fuente de fatiga y la última zona de fractura.
Cuando hay una gran concentración de tensiones en la superficie del eje, pueden aparecer múltiples regiones fuente de fatiga. En este punto, la última zona de fractura se desplazará hacia el interior del eje.