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Fatiga Estática y Crecimiento Subcrítico de Grietas

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Propagación lenta de grietas bajo esfuerzo constante (no cíclico) en presencia de ambiente reactivo, típicamente humedad; determina la vida útil bajo carga sostenida muy distinto del mecanismo de fatiga cíclica metálica (Metalurgia A1).

ID:('ky', 1629)


Factor de intensidad

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$K_I=Y\sigma\sqrt{\pi a}$

$Y$
Factor geométrico
$1$
$sigma$
Esfuerzo aplicado
$Pa$
$K_I$
Factor de intensidad de tensiones
$m¹?²Pa$
$a$
Longitud de grieta
$m$



ID:('gm', 14295)


Ley de crecimiento subcrítico

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$v=H_{env}A K_I^n$

$A$
Coeficiente de crecimiento subcrítico
$m/s·(m¹?²Pa)^n$
$n$
Exponente de crecimiento subcrítico
$1$
$H_{env}$
Severidad ambiental/humedad
$1$
$K_I$
Factor de intensidad de tensiones
$m¹?²Pa$
$v$
Velocidad de crecimiento de grieta
$m/s$



ID:('gm', 14296)


Evolución de grieta

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$a(t+\Delta t)=a(t)+v\Delta t$

$v$
Velocidad de crecimiento de grieta
$m/s$
$a$
Longitud de grieta
$m$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14297)


Grieta crítica

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$a_c=\frac{1}{\pi}\left(\frac{K_{IC}}{Y\sigma}\right)^2$

$Y$
Factor geométrico
$1$
$sigma$
Esfuerzo aplicado
$Pa$
$K_{IC}$
Tenacidad crítica
$m¹?²Pa$
$a_c$
Longitud crítica de grieta
$m$



ID:('gm', 14298)


Tiempo hasta fractura

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$t_f=\frac{2}{AH(n-2)Y^2\sigma^2}(K_{I0}^{2-n}-K_{IC}^{2-n})$

$A$
Coeficiente de crecimiento subcrítico
$m/s·(m¹?²Pa)^n$
$n$
Exponente de crecimiento subcrítico
$1$
$Y$
Factor geométrico
$1$
$H_{env}$
Severidad ambiental/humedad
$1$
$sigma$
Esfuerzo aplicado
$Pa$
$K_{I0}$
Factor inicial de intensidad
$m¹?²Pa$
$K_{IC}$
Tenacidad crítica
$m¹?²Pa$
$t_f$
Tiempo hasta fractura
$s$



ID:('gm', 14299)


Esfuerzo-vida estática

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$\sigma^n t_f=\mathrm{const}$

$C_{SCG}$
Constante esfuerzo-vida
$Pa^n·s$
$n$
Exponente de crecimiento subcrítico
$1$
$sigma$
Esfuerzo aplicado
$Pa$
$t_f$
Tiempo hasta fractura
$s$



ID:('gm', 14300)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile