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Carga Variable

Aspectos Básicos o Física del Problema

• Cuando se considera que una carga es variable

• Como afecta al material

Ejemplo:Se requiere cortar un alambre

Solución:• Traccionando el alambre • Doblado sucesivo de un alambre

Fatiga v/s Fractura

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Carga VariableRepresentación de la solución:

Tracción Doblado sucesivo

Factores fundamentales:Tipo de aplicación de la carga y frecuencia

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Carga VariableForma de aplicar la carga

Carga Alternativaa

a

t

Otras formasa

a

t

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Carga Variable

Ensayo de Carga Alternativa

Giro

Desplazamiento

t

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Carga VariableResultados del Ensayo

N

Su

Se

Materiales Ferrosos

106-7

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Carga Variable

Ensayo de Viga rotatoria v/s Ensayo de Tracción

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Carga Variable

Límite de Fatiga de Piezas Carga AlternativaCoeficientes de Marín

ute

eedcbae

SS

SkkkkkS

5.0

.....

ka Factor de superficiekb Factor de tamañokc Factor de cargakd Factor de temperaturake Factor de efectos varios

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Carga Variableka Factor de superficie

ACABADO DE SUPERFICIE

FACTOR a EXPONENTEb

Kpsi Mpa

Rectificado 1.34 1.58 -0.085

Maquinado o estirado en frío 2.70 4.51 -0.265

Laminado en caliente 14.4 57.7 -0.718

Forjado 39.9 272 -0.995

buta aSk

100 150 200 250 3000

0.5

1

kapul Sut( )

karec Sut( )

kamaq Sut( )

kalam Sut( )

kafor Sut( )

Sut

Coeficientes de Superficie

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Carga Variablekb Factor de tamaño

mmdmmd

puldpuld

kb

5179.262.7

211.03.0

1133.0

1133.0

22295.0 0766.0)95.0(

4dddA

d

Zona con tensión máxima hasta el 95%

Viga Rotatoria circular

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Carga Variable

295.0 0766.0 dA

Área de viga rotatoria circular hasta el 95%

Viga circular

D

295.0 0105.0 DA

Igualando áreas se tiene

Dd 370.0

Viga cuadrada rotatoria

295.0 0975.0 aA

Igualando áreas se tiene

ad 113.1

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Carga Variablekc Factor de carga

577.0

1

1

923.0

ck

.Carga axial Sut < 220 kpsi (1520 Mpa)

.Carga axial Sut > 220 kpsi (1520 Mpa)

.FlexiónTorsión

kd Factor de temperatura

RT

Td S

Sk

Temperatura ºC ST/SRT

20 1.000

50 1.010

100 1.020

150 1.025

200 1.020

300 0.975

400 0.922

500 0.766

600 0.546

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Carga Variableke Factor de efectos varios

fe K

k1

muescaprobetamuescaprobeta

K f

Factor concentración de esfuerzo por fatiga

1

1

t

f

K

Kq

)1(1 tf KqK

Factor de sensibilidad de la muesca

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Carga Variable

Ejemplos para Kt

Ejemplos para q

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Carga Variable

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Carga Variable

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Carga Variable

CARGA FLUCTUANTE

t

ConstanteFluctuanteAlternativa

máx

mín

2minmax a

2minmax m

a

m

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Carga Variable

t

Se

CARGA ALTERNATIVA

Se

a

mSy Sut

GerberGoodmanSoderberg

t

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Carga Variable

Se

a

Sy Sut

m

NSS y

m

e

a 1

NSS ut

m

e

a 1

12

ut

m

e

a

SN

SN

Gerber

Goodman

Soderberg