La resistencia a la fatiga se determina aplicando distintos los niveles de tensión cíclica a individuos y midiendo el número de ciclos hasta el fallo. La representación gráfica de los puntos de datos de fatiga es la amplitud de tensión cíclica o la tensión alterna (S - eje vertical) frente al número de ciclos hasta el fallo (N - eje horizontal). La resistencia a la fatiga se define como la tensión en la que ocurre el fallo por fatiga tras cierto número de ciclos. A continuación se muestra una curva S-N típica.
Generalmente se utiliza el logaritmo en base 10 del número de ciclos N en lugar de N debido al gran intervalo de valores N típico. En SOLIDWORKS Simulation, puede elegir entre tres esquemas de interpolación para situar puntos de datos intermedios en una curva S-N: Log-log, semi-log y lineal. Para ver ejemplos de esquemas de interpolación de SN, consulte la Ayuda de SOLIDWORKS Simulation: Ejemplo de esquemas de interpolación SN.
Las muestras se prueban en una serie de niveles de tensión decreciente hasta que no aparece ningún fallo en un número de ciclos máximo (habitualmente unos 10 millones de ciclos). La parte casi horizontal de la curva define la fatiga o el límite de resistencia para el material de prueba. Si la amplitud aplicada de la tensión está por debajo del límite de resistencia del material, se dice que la muestra tiene una vida infinita. Sin embargo, para muchos metales y aleaciones no férricas como el aluminio, el magnesio, y las aleaciones de cobre, no habrá un límite de resistencia definido y la parte baja de la tensión de la curva no convergerá hacia una línea horizontal. En su lugar, estos materiales muestran una curva S-N continuamente decreciente.
Una curva S-N de un material define las amplitudes de tensión cíclica (o tensión alterna) frente el número de ciclos necesarios hasta causar el fallo en una relación de tensión R determinada. La relación de tensión R se define como la relación de tensión cíclica mínima frente a la tensión cíclica máxima. En una carga completamente invertida, R = -1. Cuando se aplica y elimina la carga (sin invertir), R = 0.
Los resultados experimentales han demostrado que la tensión media tiene una repercusión importante en la resistencia a la fatiga de una muestra. Puede definir múltiples curvas S-N (hasta diez) de cualquier material, donde cada curva S-N se corresponde a una relación de tensión R diferente. El software usa una interpolación lineal entre las curvas S-N para extraer los datos de una relación de tensión determinada.
Cuando se utiliza una curva S-N con factor de tensión R =-1 (completamente reversible o de tensión media cero) para definir las propiedades de fatiga de un material, puede seleccionar un método de corrección (Goodman, Gerber o Soderberg) para explicar los efectos de las tensiones de media distintas de cero.
Las curvas S-N se basan en el ciclo de vida medio de la fatiga o en una probabilidad de fallo determinada. La generación de una curva S-N para un material requiere muchas pruebas para modificar estadísticamente la tensión alterna, la tensión media (o factor de tensión) y contar la cantidad de ciclos hasta el fallo.
Las pruebas para generar curvas S-N se realizan bajo un entorno de carga controlado. En la mayoría de los casos, las curvas S-N se obtienen de la carga uniaxial de ciclos de tensión completamente invertidos. Como el entorno real de la carga es generalmente multi-axial, es posible que necesite reducir la resistencia a la fatiga. El software ofrece el factor de reducción de resistencia a la fatiga en el cuadro de diálogo Fatiga para justificar esta discrepancia.