FISURAS SUBCRÍTICAS: FISURACIÓN POR FATIGA FISURACIÓN EN AMBIENTES AGRESIVOS FISURAS SUBCRÍTICAS: CRECIMIENTO POR FATIGA
DESCRIPCIÓN CURVAS S-N MECÁNICA DE FRACTURA CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN DESCRIPCIÓN CURVAS S-N MECÁNICA DE FRACTURA CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN
DESCRIPCIÓN(I) Iniciación y propagación de grietas por la actuación de cargas cíclicas DESCRIPCIÓN(II) La FATIGA es responsable 90% roturas
Iniciación DESCRIPCIÓN(III) Propagación σ(t) DESCRIPCIÓN(IV) 170 165 160 155 150 σ = 150 ± 15 MPa 145 140 135 130 2a
Propagación σ(t) DESCRIPCIÓN(IV) 170 165 160 155 150 σ = 150 ± 15 MPa 145 140 135 130 = 30 MPa 2a Propagación σ(t) DESCRIPCIÓN(IV) 170 165 160 155 150 σ = 150 ± 15 MPa 145 140 135 130 = 30 MPa 2a 2a 0 = 20 mm 100 80 60 40 20 0
Propagación σ(t) DESCRIPCIÓN(IV) 170 165 160 155 150 σ = 150 ± 15 MPa 145 140 135 130 = 30 MPa 2a 2a 0 = 20 mm 100 80 60 40 20 0 K I = σ πa K I0 = 37.6 MPam 1/2 100 90 80 70 60 50 40 30 20 Propagación σ(t) DESCRIPCIÓN(IV) 170 165 160 155 150 σ = 150 ± 15 MPa 145 140 135 130 = 30 MPa 100 80 60 2a C = 60.9 mm 2a 2a 0 = 20 mm 40 20 0 K I = σ πa K I0 = 37.6 MPam 1/2 100 90 80 70 60 50 40 30 20 K IC = 70 MPam 1/2
Propagación σ(t) DESCRIPCIÓN(IV) 170 165 160 155 150 σ = 150 ± 15 MPa 145 140 135 130 = 30 MPa 2a 2a 0 = 20 mm 100 80 60 40 20 0 K I = σ πa K I0 = 37.6 MPam 1/2 100 90 80 70 60 50 40 30 20 Propagación σ(t) DESCRIPCIÓN(IV) 170 165 160 155 150 σ = 150 ± 15 MPa 145 140 135 130 = 30 MPa 100 80 60 2a C = 57.3 mm 2a 2a 0 = 20 mm 40 20 0 K I = σ πa K I0 = 37.6 MPam 1/2 100 90 80 70 60 50 40 30 20 K IC = 70 MPam 1/2
DESCRIPCIÓN(V) Iniciación y Propagación Tamaño de grieta a C tiempo Iniciación Propagación DESCRIPCIÓN CURVAS S-N MECÁNICA DE FRACTURA CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN
CURVAS S-N (I) Iniciación + propagación Wöhler (1860) Rotura ejes ferrocarril: F R < 0.5 F R (estática) CURVAS S-N (I) Iniciación + propagación Wöhler (1860) Rotura ejes ferrocarril: F R < 0.5 F R (estática) Representación N Rotura
CURVAS S-N (I) Iniciación + propagación Wöhler (1860) Rotura ejes ferrocarril: F R < 0.5 F R (estática) Representación N Rotura Factores dominantes Amplitud tensiones: CURVAS S-N (I) Iniciación + propagación Wöhler (1860) Rotura ejes ferrocarril: F R < 0.5 F R (estática) Representación N Rotura Factores dominantes Amplitud tensiones: Concentración tensiones
CURVAS S-N (I) Iniciación + propagación Wöhler (1860) Rotura ejes ferrocarril: F R < 0.5 F R (estática) Representación N Rotura Factores dominantes Amplitud tensiones: Concentración tensiones Acabado superficial CURVAS S-N (II) log() log (N Rotura )
CURVAS S-N (II) log() N R log (N Rotura ) CURVAS S-N (II) log() Límite de fatiga N R 10 7 log (N Rotura )
CURVAS S-N (II) log() Dependencia secundaria Tensión media Tipo de ciclo y frecuencia Límite de fatiga N R 10 7 log (N Rotura ) CURVAS S-N (II) log() Dependencia secundaria Tensión media Tipo de ciclo y frecuencia Límite de fatiga N R 10 7 log (N Rotura ) Sistema muy costoso: Una curva para cada geometría
CURVAS S-N (III) CURVAS S-N (IV)
Evaluación : CURVAS S-N (V) Curva del detalle estructural N Rotura Evaluación : constante CURVAS S-N (V) Curva del detalle estructural N Rotura
Evaluación : constante CURVAS S-N (V) Curva del detalle estructural N R N Rotura Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N Rotura Bloque 1
Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N Rotura Bloque 1 Bloque 2 Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N Rotura... Bloque 1 Bloque 2
Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N R1 N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri
Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N R1 N R2 N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N R1 N R2 N R3 N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri
Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N R1 N R2 N R3 N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri Daño por bloque = Σ N i / N Ri Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N R1 N R2 N R3 N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri Daño por bloque = Σ N i / N Ri Rotura : Daño = 1
Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N R1 N R2 N R3 N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri Daño por bloque = Σ N i / N Ri n bloques x Σ N i / N Ri = 1 Rotura : Daño = 1 Evaluación : CURVAS S-N (V) constante variable: Regla Palgrem-Miner Curva del detalle estructural N R1 N R2 N R3 N Rotura... Bloque 1 Bloque 2 Daño de i = N i / N Ri Daño por bloque = Σ N i / N Ri Rotura : Daño = 1 n bloques x Σ N i / N Ri = 1 Vida en número de bloques = n bloques
DESCRIPCIÓN CURVAS S-N MECÁNICA DE FRACTURA CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN Estrategias: MECÁNICA DE FRACTURA (I)
Estrategias: MECÁNICA DE FRACTURA (I) Vida segura: "Safe-life" Garantizar que no romperá por fatiga Elementos de vida reducida (toberas, ) Estrategias: MECÁNICA DE FRACTURA (I) Vida segura: "Safe-life" Garantizar que no romperá por fatiga Elementos de vida reducida (toberas, ) Experimentación
Estrategias: MECÁNICA DE FRACTURA (I) Vida segura: "Safe-life" Garantizar que no romperá por fatiga Elementos de vida reducida (toberas, ) Experimentación Rotura controlada: "Fail-safe" Aceptar la existencia de grietas Control y Reevaluación de la estructura Estrategias: MECÁNICA DE FRACTURA (I) Vida segura: "Safe-life" Garantizar que no romperá por fatiga Elementos de vida reducida (toberas, ) Experimentación Rotura controlada: "Fail-safe" Aceptar la existencia de grietas Control y Reevaluación de la estructura TOLERANCIA AL DAÑO
Tolerancia al daño MECÁNICA DE FRACTURA (II) Sólo fase de propagación Tolerancia al daño MECÁNICA DE FRACTURA (II) Sólo fase de propagación Estructura contiene siempre una grieta Tamaño acotado por pruebas de carga Resolución de sistema de detección
Tolerancia al daño MECÁNICA DE FRACTURA (II) Sólo fase de propagación Estructura contiene siempre una grieta Tamaño acotado por pruebas de carga Resolución de sistema de detección Cálculo periodo de propagación Inspecciones periódicas Tolerancia al daño MECÁNICA DE FRACTURA (II) Sólo fase de propagación Estructura contiene siempre una grieta Tamaño acotado por pruebas de carga Resolución de sistema de detección Cálculo periodo de propagación Inspecciones periódicas
MECÁNICA DE FRACTURA (III) 2a (mm) 100 80 2a C 60 40 20 0 2a 0 tiempo MECÁNICA DE FRACTURA (III) 2a (mm) 100 80 2a C 60 40 20 0 2a 0 tiempo Vida estimada
MECÁNICA DE FRACTURA (III) 2a (mm) 100 80 Periodo Inspección 2a C 60 40 20 0 2a 0 tiempo Vida estimada DESCRIPCIÓN CURVAS S-N MECÁNICA DE FRACTURA CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN
FISURAS SUBCRÍTICAS: CRECIMIENTO POR FATIGA