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Fatiga en Compuestos (Degradación Distribuida de Rigidez)

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A diferencia de la fatiga metálica (Metalurgia A1, grieta única dominante), en compuestos la fatiga se manifiesta como degradación progresiva y distribuida de la rigidez por microdaño acumulado (matriz agrietada, debonding disperso).

>Modelo

ID:('ky', 1650)


Rigidez residual

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$\frac{E(N)}{E_0}=1-D\left(\frac{N}{N_f}\right)^q$

$N_f$
Ciclos a falla
$1$
$N$
Ciclos acumulados
$1$
$D$
Daño acumulado
$1$
$q$
Exponente de degradación
$1$
$E_0$
Rigidez inicial
$Pa$
$E(N)$
Rigidez residual
$Pa$



>Modelo

ID:('gm', 14428)


Daño acumulado

Storyboard



$D=1-\frac{E(N)}{E_0}$

$D$
Daño acumulado
$1$
$E_0$
Rigidez inicial
$Pa$
$E(N)$
Rigidez residual
$Pa$



>Modelo

ID:('gm', 14429)


Curva esfuerzo-vida

Storyboard



$\sigma_{max}=\sigma_{UTS}(1-C\log_{10}N_f)$

$N_f$
Ciclos a falla
$1$
$C$
Coeficiente de curva S-N
$1$
$sigma_{max,fat}$
Esfuerzo máximo admisible por fatiga
$Pa$
$sigma_{UTS}$
Resistencia última del compuesto
$Pa$



>Modelo

ID:('gm', 14430)


Ciclos acumulados

Storyboard



$N^{n+1}=N^n+f_{cyc}f_Lf_T\Delta t$

$N$
Ciclos acumulados
$1$
$f_L$
Factor de severidad de carga
$1$
$f_T$
Factor térmico/ambiental
$1$
$f_{cyc}$
Frecuencia de ciclos
$Hz$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



>Modelo

ID:('gm', 14431)


Margen de fatiga

Storyboard



$M_{fat}=\frac{\sigma_{max,fat}}{\sigma_{applied}}$

$M_{fat}$
Margen de fatiga
$1$
$sigma_{max,fat}$
Esfuerzo máximo admisible por fatiga
$Pa$
$sigma_{applied}$
Esfuerzo máximo aplicado
$Pa$



>Modelo

ID:('gm', 14432)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$N_f$
N_f
Ciclos a falla
1
$N$
N_cyc
Ciclos acumulados
1
$C$
C_fat
Coeficiente de curva S-N
1
$D$
D_fatigue
Daño acumulado
1
$q$
q_deg
Exponente de degradación
1
$f_L$
load_factor
Factor de severidad de carga
1
$f_T$
temp_factor
Factor térmico/ambiental
1
$M_{fat}$
M_fat
Margen de fatiga
1
$f_{cyc}$
f_cyc
Frecuencia de ciclos
Hz
$sigma_{max,fat}$
sigma_max_fat
Esfuerzo máximo admisible por fatiga
Pa
$sigma_{applied}$
sigma_applied
Esfuerzo máximo aplicado
Pa
$sigma_{UTS}$
sigma_UTS_comp
Resistencia última del compuesto
Pa
$E_0$
E_0_stiff
Rigidez inicial
Pa
$E(N)$
E_N
Rigidez residual
Pa
$Delta t$
dt
Paso temporal
s

ID:(0, 1650)


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