Page 69 - DISEÑO DE ELEM MAQUINAS I

CAPITULO III: DISEÑO DE LEMENTOS POR CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS, CARGAS CÍCLICAS Y FATIGA [60]

Para casi todos los aceros se puede determinar gráficamente el Diagrama de
Fatiga o Diagrama S-N, normalmente para estos materiales ocurre que para
cada:

103 ciclos → S = 0.9Su (a)
106 ciclos → S ′n = 0.5Su (b)

NO SE ROMPEN VIDA INFINITA
(NÚMERO DE CICLOS)

Fig.3.1 Diagrama S-N

Supóngase que estamos probando una viga giratoria que fue cargada de tal manera
que el esfuerzo está muy próximo al punto de cedencia (Su) del material, es decir, que
con un esfuerzo de esta magnitud bastarían relativamente pocos ciclos para causar la
falla. Pero si otra probeta se probara con un esfuerzo más bajo, veríamos que el número
de ciclos necesario para romper la probeta aumentaría considerablemente.

EjemploN°3.3 : Representar el diagrama S-N de un acero AISI C 1035, laminado en
caliente del cual se ha hecho una probeta tipo viga giratoria, y encontrar la resistencia a
la fatiga correspondiente a una vida de 82,000 ciclos.

Solución:

Según la tabla de propiedades el acero AISI C1035, tiene:

Sy=3,800 kg/cm2 y Su=6000 kg/cm2

Por tanto:

S′n = 0.5× Sut = 0.5× 6000 = 3000kg / cm2

S = 0.9 × Sut = 0.9x6000 = 5400kg / cm2

La resistencia a la fatiga para 82000c se obtiene a través de la siguiente
relación:

S − S ′n = S − Sx
log106 − log103
log(82000)− log103

5400 − 3000 = 5400 − Sx
6 − 3 4.914 − 3

2400 = 5400 − Sx
3 1.914

1.914(2400) = 5400 − Sx
3

Sx = 5400 −1531.05 = 3868.95kg / cm2

x = log(3868.95) = 3,5876

EjemploN°3.4 : Un acero AISI 1045 tiene una resistencia a la tensión de 95 Kpsi y una
resistencia de fluencia 74 Kpsi.

a) Determinar el límite de fatiga de la viga giratoria.

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I