A1 Fatiga

Tópico

Este metal, bajo una carga cíclica que se repite una y otra vez, puede fallar de manera progresiva incluso cuando la amplitud de esa carga se mantiene muy por debajo del esfuerzo de fluencia estático que ya establece otro modelo de este conjunto: esta falla progresiva bajo carga cíclica, muy distinta de la fluencia estática que ocurriría bajo una carga sostenida de esa misma magnitud, es la que constituye la fatiga de este metal. Que esta carga cíclica se repita una y otra vez, aunque cada uno de sus ciclos individuales quede muy por debajo de ese esfuerzo de fluencia estático, hace que termine nucleando, en algún punto de este metal, una grieta de fatiga que un único ciclo de esa misma amplitud jamás llegaría a producir.

Una vez que esta grieta de fatiga nuclea en este metal, la amplitud de esfuerzo de la carga cíclica que sigue aplicándose es la que determina, según la relación de Basquin, cuántos ciclos de carga soportará este metal antes de fallar por fatiga: esa vida a fatiga. Que esta amplitud de esfuerzo sea mayor hace que, según esta misma relación de Basquin, la vida a fatiga de este metal sea menor; que esta amplitud de esfuerzo sea menor, hace que esa vida a fatiga sea mayor.

Esa misma grieta de fatiga, ya nucleada, no crece a un ritmo constante durante cada ciclo de carga, sino a un ritmo que gobierna el rango de factor de intensidad de esfuerzo de cada ciclo, según describe la Ley de Paris: cuanto mayor es este rango de factor de intensidad de esfuerzo, entre el mínimo y el máximo de cada ciclo, más avanza esta grieta de fatiga en ese mismo ciclo. Que este rango de factor de intensidad de esfuerzo sea mayor, ya sea porque la amplitud de la carga es mayor o porque la propia grieta de fatiga ya creció lo suficiente, hace que, según esta misma Ley de Paris, la velocidad de propagación de esta grieta también sea mayor.

Por eso este modelo, con la carga cíclica y la grieta de fatiga con las que se abrió, integra la Ley de Paris a lo largo de todo el crecimiento de esta grieta de fatiga, desde el tamaño en que nuclea hasta el tamaño crítico en que este metal finalmente fractura, para obtener la vida de propagación hasta esa fractura final: mientras que la relación de Basquin ya estima, a partir de la amplitud de esfuerzo, la vida a fatiga total de este metal sin distinguir entre la etapa de nucleación y la etapa de propagación de la grieta, esta integración de la Ley de Paris aísla específicamente la etapa de propagación, una vez que la grieta de fatiga ya existe. Que el tamaño crítico de esta grieta de fatiga, en el que ocurre la fractura final, dependa de la tenacidad a la fractura de este metal hace que otro modelo de este conjunto pueda correlacionar esa misma tenacidad a la fractura, de manera experimental, con el ensayo Charpy realizado sobre ese metal. Que esta fatiga de este metal esté dominada, en cambio, por una única grieta de fatiga que nuclea, crece y finalmente fractura la pieza hace que se distinga claramente de la fatiga de un material compuesto, donde es un daño distribuido en muchos puntos a la vez, y no una única grieta dominante, el que gobierna la degradación progresiva bajo carga cíclica.

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