Corrección de tensión media
La amplitud de la tensión media para un ciclo de tensión se calcula como la mitad del intervalo de tensiones del ciclo. La cantidad de daño causada por el ciclo de tensión depende no solamente de la tensión alterna sino también de la tensión media. Por ejemplo, los dos ciclos siguientes tienen la misma tensión alterna pero debido a que tienen tensiones medias diferentes, causan cantidades de daño diferentes.
El efecto de las tensiones medias en los ciclos para ocasionar fallos se ilustra en el siguiente diagrama, llamado diagrama de Haigh.
La tensión media es cero sólo cuando la carga es totalmente reversible. El caso más directo se produce cuando se proporciona una curva S-N con la misma relación-R que la de la carga. En este caso, la curva S-N se utiliza directamente ya que no es necesaria ninguna corrección. Si define las curvas S-N con factores-R diferentes, el software explica la tensión máxima por medio de la interpolación lineal entre las curvas. Si sólo se proporciona una curva S-N con una relación-R que es diferente de la relación-R de la carga, es necesaria una corrección.
El programa siempre utiliza la tensión de von Mises para calcular la tensión media. Debido a que la tensión de von Mises es una cantidad positiva, el programa le asigna el signo de la primera tensión media a fin de calcular la tensión media asociada.
Definiciones
Para explicar los métodos de corrección, permítanos definir las variables siguientes para un ciclo de tensión:
Smax. = tensión máxima
Smin. = tensión mínima
DS = intervalo de tensión = Smax.- Smin.
Sa = tensión alterna = (Smax - Smin.)/2
Smean = tensión media = (Smax. + Smin.)/2
R = Factor de tensión = Smin./Smax.
A = relación de amplitud = Sa/Smean
Los factores de tensión y de amplitud se encuentran listados para algunas cargas comunes:
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Tipo de carga |
Factores de tensión y amplitud |
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Totalmente reversible |
R = -1, A = infinito |
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Cero a máximo |
R = 0, A = 1 |
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Cero a mínimo |
R = infinito, A=-1 |
Métodos de corrección
En el siguiente caso:
Sca = la tensión alterna corregida (basada en la media cero.),
Sy = límite elástico y
Su = límite de ruptura
El software ofrece los métodos siguientes para calcular Sca:
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Método |
Ecuación |
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1. Método de Goodman, generalmente adecuado para los materiales frágiles |
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2. Método de Gerber, generalmente adecuado para los materiales dúctiles |
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3. Método de Soderberg, generalmente el más conservador |
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Tanto en el caso de los sucesos de amplitud variable como en los de amplitud constante, el software calcula la tensión media, además de la tensión alterna de cada ciclo, y a continuación evalúa la tensión corregida utilizando el criterio especificado.
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