AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE

FISURAS SUBCRÍTICAS:
CRECIMIENTO POR FATIGA
DESCRIPCIÓN
CURVAS S-N
MECÁNICA DE FRACTURA
CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN
CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN
– AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE
• Ley de Paris
• Regiones de propagación
– AMPLITUD DE CARGA VARIABLE
• Retardo
• Espectros de carga
• Método de la tensión equivalente
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (IV)
∆σ
da (mm/ciclo)
dN
1
0.1
da = A ∆Km
dN
0.01
2a
0.001
0.0001
0.1
1
Paris, Gómez, Anderson 1961
10
∆KI (MPa m1/2)
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (V)
Paris, Erdogan 1963
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (VI)
Metales
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (VII)
Cerámicos
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (VIII)
Plásticos
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (IX)
Aceros
m≈3
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (X)
∆σ
KI = σ√πa Y(a)
∆KI = ∆σ √πa Y(a)
da
= A ∆Km = A ∆σm πm/2 Ym am/2
dN
a
dN =
1
da
m
m
m/2
Y am/2
A ∆σ π
1
N=
A ∆σm πm/2
∫
af
da
Ym am/2
a0
vida : af = aC
KIC = σmax√πaC Y(aC)
Hip. Y ≈ cte
a01–m/2–aC1–m/2
1
NR =
m/2–1
A ∆σm πm/2 Ym
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (XI)
NR =
a01–m/2–aC1–m/2
a01–m/2
1
1
≈
m/2–1
A ∆σm πm/2 Ym
A ∆σm πm/2 Ym m/2–1
si aC >> a0
log(∆σ) =
a01–m/2 >> aC1–m/2
a01–m/2
1
– 1 log(NR)
log
m/2
m
m
m
(m/2–1) A π Y
log (∆σ)
1
1/m
log (NRotura)
AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE: Ley de Paris (XII)
log(∆σ) =
a01–m/2
1
– 1 log(NR)
log
m/2
m
m
m
(m/2–1) A π Y
log (∆σ)
1
1/m
log (NRotura)
1
1/3
CÁLCULO DE LA PROPAGACIÓN
– AMPLITUD DE CARGA CONSTANTE
• Ley de Paris
• Regiones de propagación
– AMPLITUD DE CARGA VARIABLE
• Retardo
• Espectros de carga
• Método de la tensión equivalente
REGIONES DE PROPAGACIÓN (I)
da
dN
da
= A ∆Km
dN
∆K elevado
umbral
– R=σmin/σmax
– Microestructura
– Espesor
– R=σmin/σmax
– Microestructura
– Ambiente
∆K
REGIONES DE PROPAGACIÓN (III)
Región Umbral (cont.)
Relación de tensiones R =
σ
σmin
σmax
R = 0.9
10
9
R crece con σmedia
R = 0.5
2
1
0
R=0
R = –1
REGIONES DE PROPAGACIÓN (VI)
Región Umbral (cont.)
Cierre de Fisura
K
R alto
∆K = ∆Kefectivo
∆K
Cierre
R bajo
∆Kefectivo
REGIONES DE PROPAGACIÓN (VII)
Región Umbral (cont.)
da
dN
R alto
R bajo
∆Kefectivo
∆K
REGIONES DE PROPAGACIÓN (X)
Zona intermedia
da
dN
– Ley de Paris
da
= A ∆Km
dN
– Escasa influencia
•R
• Microestructura
• Ambiente
– Estriaciones
∆K
REGIONES DE PROPAGACIÓN (XI)
Zona intermedia (cont.)
Estriaciones
REGIONES DE PROPAGACIÓN (XII)
Zona intermedia (cont.)
Influencia de R
Influencia de la onda de carga
REGIONES DE PROPAGACIÓN (XIV)
∆K elevado
da
dN
Influencia :
–R
– Microestructura
– Espesor
∆K
REGIONES DE PROPAGACIÓN (XV)
∆K elevado (cont.)
Influencia R
Kmáx
∆K= Kmáx – Kmín
R=
Kmín
si Kmáx ≈ KIC
KIC ≈
da
dN
∆K
1–R
σmin
σmax
=
Kmax
(1–R) KIC
∆K
1–R
R bajo → ∆K alto
R bajo
∆K
Kmáx =
R alto → ∆K bajo
; ∆K=(1–R) KIC
R alto
(1–R) KIC
Kmin
Kmax = KIC
REGIONES DE PROPAGACIÓN (XV)
da
dN
R alto
R bajo
da
= A ∆Km
dN
∆K
FISURAS SUBCRÍTICAS:
CRECIMIENTO POR FATIGA