LIMITE DE RESISTENCIA A LA FATIGA. CURVA DE LA FATIGA PARA EL CICLO SIMETRICO DE LA TENSION

 Factores que influyen sobre el límite de resistencia a la fatiga:

• Influencia de la concentración de tensiones
• Influencia de las dimensiones absolutas de las piezas
• Influencia de la calidad de la superficie.

Influencia de la concentración de tensiones1

1. ¿Qué elementos disminuyen considerablemente el límite de resistencia a la fatiga?
2. ¿Qué se utiliza para tener en cuenta esta disminución?    
3. ¿En qué se diferencia el coeficiente efectivo de concentración de tensiones del teórico?
4. La variación súbita de la forma de la pieza, los agujeros, las ranuras y cortes.
5. Se tiene en cuenta por el coeficiente efectivo de concentración de las tensiones, que se determina experimentalmente.
6. Los ensayos demuestran que el coeficiente efectivo de concentración de tensiones se diferencia del teórico, puesto que el primero depende, no solo de la forma de la pieza, sino también del material.

Influencia de las dimensiones absolutas de la pieza

1. ¿Qué relación hay entre la dimensión de la pieza y el límite. de resistencia a la fatiga?
2. ¿Cómo se determina este coeficiente?
3. ¿Cuáles son sus valores?
4. ¿Cómo deben ser las dimensiones de la pieza y de la probeta?

1. Losensayos demuestran que cuantos mayores son las piezas, tanto menor es el límite de resistencia a la fatiga.
   1. 1. El cociente del límite de resistencia a la fatiga de una pieza de tamaño “d” al límite de resistencia a la fatiga de una probeta de pequeñas dimensiones  se denomina coeficiente de influencia de las dimensiones de la sección (factor de escala): e_s = (s_-1)_d  / (s_-1)_do para tensiones normales y e_t = (t_-1)_d / (t_-1)_do para las tangenciales.  

Influencia de la calidad superficial

1. ¿Qué sucede si la pieza tiene mal tratamiento de la superficie?
2. ¿Con que está relacionada la calidad de la superficie?
3. ¿Qué  coeficiente se introduce y a que es igual?
4. ¿Qué métodos se utilizan para la consolidación de la superficie?
5. ¿Qué trae esto como consecuencia?
6. Reduce el límite de resistencia a la fatiga.
7. La influencia de la calidad de la superficie está relacionada a la alteración de la micro geometría y al estado del metal en la capa superficial, lo que a su vez, depende del método de tratamiento mecánico.
8. Se introduce el coeficiente b, igual al cociente del límite de resistencia a la fatiga de una pieza con un tratamiento de su superficie dado.
9. Los distintos métodos de consolidación de la superficie son: Endurecimiento por deformación en frío, cementación, nitruración, temple superficial por corrientes de alta frecuencia.
10. Aumentan sensiblemente el valor del coeficiente de calidad de la superficie b pudiendo éste alcanzar valores mayores de la unidad: 1,5 a 2 e incluso mayores, en lugar de 0,6 a 0,8 para las piezas sin consolidación. Por este procedimiento, mediante la consolidación superficial de las piezas, se puede aumentar de 2 a 3 veces la resistencia a la fatiga de las piezas de las máquinas.

Coeficiente de seguridad

1. ¿Qué sucede con las cargas reales y propiedades del material?
2. ¿Qué factores disminuyen la resistencia de la pieza?
3. ¿Cómo se señalan las tensiones admisibles o de trabajo?
4. ¿Qué se entiende por tensión límite?
5. ¿Por qué se introduce un coeficiente de seguridad?
6. ¿Cómo se elige el coeficiente de seguridad normativo n?
7. ¿Qué considera el coeficiente parcial n1?
8. ¿Qué considera el coeficiente parcial n2?
9. ¿Qué considera el coeficiente parcial n3?

Las cargas reales que actúan sobre la pieza como las propiedades de los materiales de ésta pueden ser muy diferentes en un sentido desfavorable respecto a las que se consideran en el cálculo.

1. Son magnitudes de carácter accidental, que no pueden ser previstas.
2. Se señalan por debajo de las tensiones límites para las cuales no puede tener lugar el funcionamiento normal de las piezas. Por lo tanto se admite s = s_l / n donde n = es el coeficiente de seguridad o de reserva de resistencia, s_l = tensión límite del material.
3. Se entiende por tensión límite, el límite de resistencia, en el caso de materiales frágiles, y el límite de fluencia, en el caso de materiales plásticos.
4. Se introduce para conseguir un funcionamiento sólid, seguro de la estructura y de sus partes.
5. Se elige teniendo en cuenta la experiencia adquirida en el mantenimiento de las estructuras y máquinas.

n₁ = coeficiente que considera el error posible al determinar las cargas y las tensiones. Cuando las tensiones se calculan con gran precisión, este coeficiente se puede señalar igual a 1,2 a 1,5. En el caso de menor exactitud, de 2 a 3.

n₂ = coeficiente que tiene en cuenta la heterogeneidad del material, su sensibilidad a los posibles defectos en la mecanización de la pieza. El valor de n₂ cuando los cálculos se hacen partiendo del límite de fluencia y las cargas son estáticas está dado en función de la relación entre el límite de fluencia y el de resistencia. Estos valores no reflejan la influencia de las dimensiones de la pieza.

Si los cálculos se refieren al límite de resistencia, cuando se trata de materiales frágiles y de materiales poco plásticos:

n₂ = 2 a 3 para materiales poco plásticos (aceros de alta resistencia ligeramente revenidos a bajas temperaturas)

n₂ = 3 a 4 para materiales frágiles

n₂ = 4 a 6 para materiales muy frágiles.

n₃ = coeficiente de las condiciones de trabajo que tiene en cuenta el grado de responsabilidad de la pieza. Su valor se admite entre 1 y 1,5.