¿QUÉ ES UN ENSAYO DE FATIGA?
Un ensayo de fatiga es un procedimiento controlado y sistemático utilizado para evaluar la capacidad inherente de un material para soportar condiciones de carga cíclicas. Estas tensiones repetidas, a menudo en forma de tracción, compresión, flexión, torsión o combinaciones de ellas, pueden inducir daños en el material o incluso su fallo, aunque las cargas aplicadas sean inferiores a la resistencia última del material.
Los resultados de un ensayo de fatiga proporcionan información esencial sobre la durabilidad y seguridad de los materiales utilizados en aplicaciones críticas, desde componentes aeroespaciales hasta piezas de automoción e ingeniería estructural.
¿Qué es el fenómeno de la fatiga en los materiales?
El fenómeno de la fatiga en los materiales es un proceso de degradación mecánica caracterizado por cambios estructurales progresivos, localizados y permanentes cuando se someten a tensiones y deformaciones fluctuantes. Este fenómeno, observado a menudo en materiales sometidos a cargas cíclicas, conduce a un punto crítico en el que el material puede desarrollar grietas o acabar fallando, a pesar de que las cargas aplicadas permanezcan por debajo de la resistencia última del material.
En el curso de la fatiga, los materiales sufren deformaciones plásticas, que pueden manifestarse como deformaciones a microescala. Cuando estas deformaciones localizadas se acumulan bajo una tensión continua, pueden conducir al desarrollo de daños macroscópicos y, finalmente, culminar en la fractura del material o componente.
¿Cómo realizar una prueba de fatiga?
La realización de un ensayo de fatiga consiste en cargar una probeta en una máquina de ensayos de fatiga, aplicarle la tensión predeterminada, descargarla con carga cero o en sentido contrario y repetir este ciclo hasta el final del ensayo. El ensayo puede realizarse durante un número predeterminado de ciclos o hasta el fallo de la probeta, en función de los parámetros específicos del ensayo.
¿Para qué sirven los ensayos de fatiga?
El objetivo principal de un ensayo de fatiga suele ser determinar la vida útil prevista de un material sometido a cargas cíclicas. Sin embargo, la resistencia a la fatiga y la resistencia a las grietas también son parámetros importantes. La vida útil a la fatiga se refiere al número total de ciclos que puede soportar un material bajo un mismo régimen de carga. Un ensayo de fatiga también es útil para determinar la carga máxima que puede soportar una probeta durante un número determinado de ciclos. Todos estos atributos son de inmensa importancia en industrias en las que los materiales están sometidos a fuerzas fluctuantes, en lugar de constantes. Traducción realizada con la versión gratuita del traductor DeepL.com
Desde los chasis de los coches de Fórmula 1 hasta los implantes dentales, comprender y ensayar la fatiga es crucial en el diseño de componentes expuestos a cargas cíclicas. Los ensayos de fatiga ayudan a estimar la vida útil y evaluar la durabilidad de los componentes en relación con los niveles de tensión aplicados, garantizando la fiabilidad de los materiales en distintas aplicaciones.
Diferentes tipos de ensayos de fatiga
- Ensayo de fatiga de alto ciclo: Ensayo de fatiga estándar realizado a frecuencias comprendidas entre 1 y 5000 Hz aproximadamente.
- HCF (DIN 50100) Ensayo de fatiga de ciclo alto: Ensayo de fatiga estándar realizado a frecuencias comprendidas entre 1 y 5000 Hz aproximadamente.
- Ensayo de fatiga por flexión en barras giratorias, DIN 50113.
- Ensayos de fatiga tracción-compresión.
- Evaluación de la resistencia (resistencia a la fatiga) frente a esfuerzos cíclicos utilizando una combinación de tensión, descarga y compresión.
- Ensayo de fatiga de giga-ciclo: ensayo de fatiga en el que se aplican aproximadamente 1 × 10^9 ciclos o más en un corto período de tiempo, utilizando vibraciones ultrasónicas, etc.
- Máquina de ensayo de propagación de grietas por fatiga: Evalúa la velocidad de propagación de grietas bajo esfuerzos cíclicos.
VHCF
Ensayos de ciclo muy alto
Ensayos de fatiga más comunes
- ASTM D3479 – Tension-Tension Fatigue of Polymer Matrix Composite Materials
- ASTM D7774 – Flexural Fatigue Test Equipment for Plastic Materials
- ASTM E2207 – Equipment for Testing Axial-Torsion Fatigue in Thin-Walled Tubular Materials
- ASTM E2368 – Thermomechanical Fatigue Test Equipment
- ASTM E466 – Controlled-Load, Constant-Amplitude Fatigue Testing of Metals
- ASTM E467 – Constant Force Axial Fatigue Test System – Testing Machines
- ASTM E606 – Strain-Controlled Fatigue Testing at High and Low Cycles
- DIN EN 6072 – Aerospace Series – Metallic Materials – Test Methods – Constant Amplitude Fatigue Testing
- DIN 50100 – Controlled Load Fatigue Tests – Performance and Evaluation of Cyclic Tests with Constant Load Amplitude on Metal Specimens and Components
- ISO 1099 – Metallic Materials – Fatigue Tests – Controlled Axial Force Method
- ISO 7206 – Testing of Hip Implants
- ISO 14801 – Equipment for Fatigue Testing of Dental Implants
- ISO 15024 – Interlaminar Fracture toughness Testing for Plastic Composite Materials – Testing Machines
- ISO 22675 – Facilities for Fatigue Testing of Protective Ankle and Foot Devices
Máquinas de ensayo de fatiga
SERIE EA
Actuadores electromecánicos
SERIE UD
Máquinas de ensayo lineales
SERIE TM
Sistemas de ensayo de torsión
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