¿Qué es la fatiga y la fluencia en los materiales?

  • Fatiga : cuando un material se somete a ciclos repetidos de tensión o tensión y su estructura se rompe y finalmente se fractura
  • Fluencia : cuando un material se somete a una carga durante mucho tiempo, puede continuar deformarse hasta que se produzca una fractura repentina

Fatiga

Las fracturas debidas a la fatiga son comunes en piezas cargadas cíclicas como bielas conectadas, cigüeñales, álabes de turbina, ruedas de ferrocarril, etc. Las fracturas ocurren con menos tensión que el material.

  • El límite elástico se define en ingeniería como la cantidad de esfuerzo (punto límite) que puede sufrir un material antes de pasar de la deformación elástica a la deformación plástica .

La mayoría de los aceros tienen un límite de resistencia o fatiga de aproximadamente la mitad de la resistencia a la tracción.

  • Resistencia a la tracción – (Resistencia a la tracción máxima) – de un material es el límite de tensión en el que el material se rompe realmente, con la liberación repentina de la energía elástica almacenada.
AceroBSTratamientoTracción Fuerza
– σ u –
(MPa)
Límite de resistencia
– σ e –
(MPa)
σ e / σ u
0.4% de carbonoBS970 080M40Normalizado5402700.5 0.5
0.4% de carbonoBS970 080M40Endurecido y templado7003400,49
Carbono, manganesoBS970 150M19Normalizado5402500,46
Carbono, manganesoBS970 150M19Endurecido y templado7003250,53
3% de molibdeno de cromoBS970 709M40Endurecido y templado10004800,48
Acero para muellesBS970 735A50Endurecido y templado15006500,43
18.8 inoxidableLaminado en frío12004900,41
  • 1 MPa = 10 6 Pa = 1 N / mm 2 = 145.0 psi (lbf / in 2 )
  • El límite de fatiga , el límite de resistencia y la resistencia a la fatiga se usan para describir la amplitud (o rango) de la tensión cíclica que se puede aplicar al material sin causar una falla por fatiga.

Fluencia

En los materiales dúctiles con deformación horizontal, el esfuerzo crítico se encuentra al inicio de este proceso. En los materiales sin deformación horizontal se determina con el método de desviación. Se establece una recta desfasada 0.2%: ϵ = 0.002, paralela a la pendiente con esfuerzos bajos.

La deformación dependiente del tiempo debido a una gran carga a lo largo del tiempo se conoce como fluencia .

En general, tanto el estrés como la temperatura influyen en la velocidad de fluencia. Normalmente, la resistencia a la fluencia disminuye con la temperatura.

Se puede especificar la deformación por fluencia permisible, típica 0.1% / año para pernos y tuberías de acero