Foros de SóloIngeniería

- 17 Sep 2012, 14:15 #308897

Buenas amigos, habéis visto alguna aplicación de vigas sometidas a fatiga en la que se refuerce la cara tensionada de la viga?

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 17 Sep 2012, 17:16 #308912

Reforzar ¿como?
Si añades una pletina soldada los cordones de soldadura seguramente tengan una categoria de detalle mucho mas baja que la del perfil (160 si es laminado).
Por tanto, yo aumentaría el canto del perfil simple o buscaría un perfil con mayor sección de ala.

Un saludo

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- 17 Sep 2012, 18:11 #308915

Sí, me refería a una pletina soldada, pero solo en la cara tensionada. No entiendo bien que quieres decir aqui:

seguramente tengan una categoria de detalle mucho mas baja que la del perfil (160 si es laminado).

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 17 Sep 2012, 18:55 #308917

No entiendo bien que quieres decir aqui:

seguramente tengan una categoria de detalle mucho mas baja que la del perfil (160 si es laminado).

hola tor_nero:
no controlo el tema de la fatiga, pero supongo que lo que quieren decirte es que una pieza laminada sin soldaduras es mas favorable desde el punto de vista a la fatiga que una que las tiene. Tanto CTE como EC poseen un tratamiento similar para el cálculo en fatiga: En función del tipo de detalle soldado que tienes ("categoría de detalle") se debe elegir una curva para realizar cálculos sobre la gráfica S-N. Para materiales laminados se ha de elegir la curva 160 (la superior en la gráfica), y la mas favorable desde un punto de vista de la fatiga (aguanta mayor número de ciclos si se mantienen constantes el resto de variables).
echale un vistazo a estas gráficas y detalles, que una imagen vale mas que mil palabras:
http://www.codigotecnico.org/web/recurs ... 2/320.html

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- 17 Sep 2012, 19:35 #308921

Muy bien, entendido, en efecto las soldaduras son un punto muy muy vulnerable a efectos de fatiga, más aún si se entallan o se sueldan en dirección transversal, por supuesto hablo de hacer esas soldaduras en zonas donde el momento flector es menor, y cuidando la forma de hacerlas, longitudinales o abotonadas y en el exterior del ala.
A parte de esto se os ocurre algún caso en que se haya hecho o algún perfil comercial determinado que este hecho de esta forma? O para alguna otra aplicación que no sea estructural?

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 17 Sep 2012, 21:03 #308928

Si hacer la viga asimétrica consigue reducir las tensiones de tracción en el ala traccionada indudablemente mejorarás mucho la resistencia a la fatiga, el problema, como han comentado arriba es el como. Si lo haces con una pletina soldada, es fácil que los concentradores de tensiones metalúrgicos que generes te reduzcan más la resistencia a la fatiga de lo que te la aumente la reducción de las tensiones originales de tracción, por lo que creo que sería más ventajoso intentar conseguir la asimetría por otros medios como los tornillos, que si bien siguen presentando problemas de concentradores de tensiones, éstos son mas "controlables" que la soldadura. De todos modos, el A-42 es un acero muy dúctil que acepta bien los concentradores de tensiones, con lo que si colocas los tornillos de forma inteligente pienso que puedes conseguir mejorar mucho la resistencia a la fatiga del conjunto.

Otro problema sería que la carga sea pulsante simétrica, en cuyo caso lo dicho arriba no vale para nada.

Los otros compañeros han atacado el problema desde la normativa de edificación, para máquinas (si esa viga es un elemento de máquina) yo atacaría el problema desde la teoría de resistencia de materiales y las teorías de criterios de fatiga. Me da más confianza. Por experiencia, aplicar la normativa de edificación a las máquinas siempre lleva a sobredimensionar a saco, y más algo que ya está muy sobredimensionado de por sí, como los criterios teóricos de fatiga.

Si nos das datos del espectro de cargas, longitudes de la viga y dimensiones de la misma, quizás te podamos echar cuatro números.

Lo de la fatiga es un tema que me mooooooooola.

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"La vida inteligente en la Tierra es un evento que todavía está por llegar" (Stephen Hawking)

- 17 Sep 2012, 21:21 #308930

Gracias Jordim por el ofrecimiento, no es un caso concreto, es una de esas dudas que surgen cuando ves algo roto que podría mejorarse. Y sí, el caso sería para cargas de cero a positivas, o oscilando siempre en rango positivo.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 04 Nov 2012, 22:18 #311539

No comprendo la pregunta. Yo entiendo que el fenómeno de la fatiga se produce en piezas que no están sometidas a esfuerzos en un solo sentido sino que están sometidos durante su vida útil a ciclos de trabajo con esfuerzos que cambian de signo. Eso tengo yo por definición de fatiga.
Entonces no habrá una cara traccionada sino que las partes de la pieza (o algunas de ellas) estarán sometidas a ciclos de compresión/tracción (o torsiones en un sentido y el contrario, etc) según los ciclos de variación de las acciones exteriores sobre la pieza.
No le veo mucho sentido a hablar de una cara traccionada (permentemente).

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- 04 Nov 2012, 23:15 #311544

para que haya fatiga me temo que no tiene porqué haber cambio de signo en las tensiones

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- 05 Nov 2012, 00:22 #311547

Efectivamente como dice Estigia para que se produzca fatiga en acero no es necesario que existan tensiones cambiantes de positivas a negativas, con que haya fuerzas en un rango suficientemente amplio solamente en tensión ya se produciría la fatiga. En caras comprimidas sin fuerzas cortantes no se produce este efecto.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 05 Nov 2012, 08:55 #311555

No estoy de acuerdo con vosotros, para que se produzca fatiga es indispensable la acción de esfuerzos alternativos de tracción-compresión en la fibra del material, rotura en piezas que están sometidas a un sñolo tipo de esfuerzo será otro motivo, pero desde luego. fatiga no.

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- 05 Nov 2012, 09:39 #311558

No estoy de acuerdo con vosotros, para que se produzca fatiga es indispensable la acción de esfuerzos alternativos de tracción-compresión en la fibra del material, rotura en piezas que están sometidas a un sñolo tipo de esfuerzo será otro motivo, pero desde luego. fatiga no.

Entonces crees que por ejemplo la viga principal de un puente grúa no habría que calcularla a fatiga.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 05 Nov 2012, 12:21 #311568

No estoy de acuerdo con vosotros, para que se produzca fatiga es indispensable la acción de esfuerzos alternativos de tracción-compresión en la fibra del material, rotura en piezas que están sometidas a un sñolo tipo de esfuerzo será otro motivo, pero desde luego. fatiga no.

Entonces crees que por ejemplo la viga principal de un puente grúa no habría que calcularla a fatiga.

Pues entiendo que sí habría que calcular a fatiga, porque la viga carril está sometida a esfuerzos dinámicos (arranques y frenazos) no tan evidentes como por ejemplo un eje o una biela, pero al igual que las vigas de un puente para tráfico de vehículos, también sufren eefecto de fatiga.

Lo que me refería, amigo Tornero, es que la fatiga es un fenómeno que surge cuando existen esfuerzos alternativos de tracción-compresión en la fibra del material, históricamente se adviertieron en los ejes de los trenes del ferrocarril y en las estructuras metálicas de los barcos del siglo XIX.

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- 05 Nov 2012, 14:01 #311577

No estoy de acuerdo con vosotros, para que se produzca fatiga es indispensable la acción de esfuerzos alternativos de tracción-compresión en la fibra del material, rotura en piezas que están sometidas a un sñolo tipo de esfuerzo será otro motivo, pero desde luego. fatiga no.

Entonces crees que por ejemplo la viga principal de un puente grúa no habría que calcularla a fatiga.

Pues entiendo que sí habría que calcular a fatiga, porque la viga carril está sometida a esfuerzos dinámicos (arranques y frenazos) no tan evidentes como por ejemplo un eje o una biela, pero al igual que las vigas de un puente para tráfico de vehículos, también sufren eefecto de fatiga.

Lo que me refería, amigo Tornero, es que la fatiga es un fenómeno que surge cuando existen esfuerzos alternativos de tracción-compresión en la fibra del material, históricamente se adviertieron en los ejes de los trenes del ferrocarril y en las estructuras metálicas de los barcos del siglo XIX.

Becerro un eje o una biela efectivamente sufren fuerzas de tracción y compresión en sus fibras un barco también, el ensayo de tracción también ensaya las fibras de la pieza en tracto-compresión, pero te vuelvo a decir que una fibra siempre traccionada también puede sufrir y sufre el efecto de la fatiga, por ejemplo tornillos y espárragos del sombrerete de esa biela que mencionabas, siempre están traccionados, pero en unos momentos mas que en otros y te aseguro que se rompen por fatiga y no por otro motivo.
En el tomo de Itea sobre la fatiga, viene explicado y trae tablas con coeficientes para aplicar según sean los rangos de tensiones en las fibras

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 05 Nov 2012, 15:37 #311580

Evidentemente no dispongo de la experiencia práctica y conocimiento de materiales que tienes tú , el fenómeno de fatiga lo "conozco" porque mi proyecto de fin de carrera fue ensayos de fatiga en aceros de construcción, por lo que si puedo hablar del tema es a efectos teóricos y en mi opinión y si me permites, no estoy yo convencido de que un tornillo sometido a esfuerzos de un sentido (tracción o compresión solamente, uno u otro), se degrade por fatiga.

Lo que se me ocurre, a resultas de tu comentario, es que si la pieza estuviera sometida a...por ejemplo... 1000 Kg en tracción, cesa la acción y el material se "relaja" y ahora, se le somete otra vez a 1000 Kg ó 500 Kg de nuevo a tracción y así sucesivamente, ahí ya tendría yo mis dudas que que no apareciera fatiga, pero a consecuencia de que al "relajarse" trabajaría a "compresión".

El caso que se me ocurre es el de las pinzas de las carretillas elevadoras que en una ocasión estuvimos debatiendo aquí en el foro.

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