Desarrollo de una metodología basada en resonancia para ensayos de fatiga a flexión en probetas metálicas

Abstract

Este trabajo de grado está enfocado hacia el desarrollo de una metodología, para la elaboración de ensayos de fatiga a flexión basados en el uso de la frecuencia natural de vibración, haciendo que la probeta entre en resonancia con el fin de realizar ensayos de fatiga reduciendo el tiempo de duración de la prueba y obtener un resultado similar a los de una prueba de fatiga a flexión convencional. Las pruebas de fatiga a flexión tienden a durar largos periodos de tiempo alrededor de 14 días en una máquina capaz de realizar 5000 rpm para completar 10^8 ciclos usado el método de la viga rotatoria de RR. Moore. Por tal razón se experimentara una nueva metodología de fatiga a flexión mediante resonancia que pueda cumplir las mismas condiciones que la viga rotativa a flexión, la cual es sometida a tensión y compresión en los puntos más alejados del centro de la probeta produciendo un esfuerzo cíclico. Se obtiene una grafica en la cual se pueda conocer el esfuerzo al que fue sometida la probeta junto con el número de ciclos trascurridos antes de que la probeta falle. Se realizarán diversas pruebas variando las dimensiones de la probeta y los apoyos, para encontrar la forma más adecuada de realizar el ensayo. Los resultados obtenidos en la grafica se comparan con la grafica teórica de fatiga para el tipo de acero de la probeta y de este modo evaluar si el método de resonancia es apropiado para, el estudio de las cargas cíclicas o cargas de fatiga a flexión en materiales metálicos.

This graduate work is focused on developing a methodology for the development of flexural fatigue tests based on the use of the natural frequency of vibration, to which the specimen enters into resonance with the aim of reducing fatigue testing the duration of the test, the simplicity to be assembled and have a similar result to a test of conventional flexural fatigue. The flexural fatigue tests tend to last long periods around 14 days on a machine capable of 5000 rpm to complete 10 ^ 8 cycles used the rotating-beam method of RR. Moore. For this reason, experience a new methodology for flexural resonance fatigue that may meet the same conditions as the rotating beam bending, which is under tension and compression at points farther from the center of the specimen producing a cyclical stress. You get a graph in which to know the effort that was put the test tube along with the number of cycles elapsed before the specimen fails. Various tests were performed by varying the dimensions of the specimen and the supports, to find the most appropriate way to perform the test. The results in figure compares with the theoretical graph of fatigue for the material which comprises the probe and thereby assess whether the resonance method is suitable for the study of cyclic loading and fatigue loading in bending metallic materials.