Modos de fallas
Enviado por YPPO • 15 de Octubre de 2020 • Apuntes • 1.367 Palabras (6 Páginas) • 673 Visitas
MODOS DE FALLAS | |
TIPO DE FALLA | DESCRIPCION |
(pandeo local o generalizado) | La inestabilidad elástica se refiere a un conjunto de fenómenos de no linealidad geométrica que se manifiesta en que los desplazamientos en un elemento estructural no son proporcionales a las fuerzas aplicadas. La inestabilidad elástica se refiere a un conjunto de fenómenos de no linealidad geométrica que se manifiesta en que los desplazamientos en un elemento estructural no son proporcionales a las fuerzas aplicadas. La inestabilidad elástica también puede ocurrir en elementos estructurales diferentes a las columnas. Las cargas y los esfuerzos compresivos dentro de cualquier estructura larga y delgada pueden provocar inestabilidades estructurales (pandeo). [pic 1] [pic 2] |
| Comúnmente se entiende por materiales elásticos, aquellos que sufren grandes elongaciones cuando se les aplica una fuerza, es el caso por ejemplo de la goma elástica que puede estirarse sin dificultad recuperando su longitud original una vez que desaparece la carga. El modo de falla por excesiva deformación elástica se produce por ejemplo cada vez que una pieza que debe mantener sus dimensiones dentro de ciertos límites, sufre una deformación elástica que hace que aquellas excedan el valor admisible, conduciendo a problemas de interferencia tales como atascamiento o a deflexiones excesivas. La forma más común del modo de falla por inestabilidad elástica es la constituida por el fenómeno de pandeo que se ilustra en la siguiente figura: [pic 3] |
| Sobrepasado el límite elástico ocurre la deformación plástica resultando en un cambio permanente de la forma de la pieza. En los materiales dúctiles tales deformaciones no causan directamente fractura ya que los materiales presentan endurecimiento por deformación de modo que hay que aumentar los esfuerzos para seguir deformando el material. [pic 4] |
Bajo | La inestabilidad plástica puede ser responsable en otros casos de la propagación rápida de una fisura, dando así origen a un fenómeno de fractura dúctil rápida. Hoy se sabe que muchas fallas catastróficas que en el pasado fueron atribuidas a fracturas frágiles, tuvieron su origen como inestabilidades dúctiles. [pic 5] |
| Una discontinuidad que actúa como concentrador de tensiones puede iniciar bajo cargas cíclicas una fisura por fatiga que puede propagarse lentamente hasta alcanzar un tamaño crítico a partir del cual crece de manera rápida pudiendo conducir al colapso casi instantáneo de la estructura afectada. En presencia de cargas fluctuantes, en el vértice de discontinuidades geométricas más o menos agudas se produce un fenómeno de deformación elasto-plástica cíclica a partir del cual se produce la iniciación de la fisura por fatiga. [pic 6] |
| Es una falla por fractura del metal, que ocurre por la interacción combinada de reacciones electroquímicas y daños mecánicos. La corrosión-fatiga puede identificarse por la presencia de varias grietas. Las grietas no visibles a simple vista o con pocos aumentos pueden ser visibles mediante ataque químico, por deformación plástica, o mediante inspección por corrientes parásitas. Las grietas por corrosión-fatiga a menudo son transgranulares, pero hay evidencia que ciertos ambientes inducen agrietamiento intergranular. [pic 7] |
| Las deformaciones elásticas y plásticas que sufre un material se suelen idealizar asumiendo que las mismas se producen de manera instantánea al aplicarse la fuerza que las origina. La deformación que puede desarrollarse posteriormente en algunas situaciones y que progresa en general con el tiempo, se conoce con el nombre de creep. La adecuada selección de materiales para servicio de alta temperatura es un factor esencial en el diseño resistente al creep. En general, las aleaciones metálicas empleadas contienen elementos tales como Cr, Ni, y Con distintas proporciones según las características específicas buscadas. El fenómeno de creep puede conducir a excesivas deformaciones plásticas o culminar en la rotura de un elemento estructural como se muestra a continuación. [pic 8] |
| Se puede definir la fractura como la culminación del proceso de deformación plástica. En general se manifiesta como la separación o fragmentación de un cuerpo sólido en dos o más partes bajo la acción de un estado de cargas. Algunos metales sometidos a un ensayo de tracción presentarán una estricción en la zona central de la probeta para romper finalmente con valores de reducción de área que pueden llegar en algunos casos al 100%. Este tipo de fractura se denomina dúctil y es característica de materiales del sistema cubico de caras centradas (fcc) en estado de alta pureza. En primer lugar, la falla se produce de manera totalmente sorpresiva y progresa a muy alta velocidad, típicamente entre algunos centenares y algunos miles de metros por segundo. Como se ha mencionado, la falla suele ocurrir cuando el componente está sometido a tensiones compatibles con las de diseño, y muchas veces inferiores a la máxima prevista. [pic 9] |
Una medida para prevenir los peores tipos de concentradores, las fisuras, es taladrar un gran agujero al final de la grieta. Esta medida puede parecer contra intuitiva, pero de hecho la estructura interna de la parte compacta de los huesos cuenta con las osínas que pueden servir para esa función. La medida funciona porque en realidad el radio de curvatura del concentrador de tensiones se hace más grande, ya que la punta de una grieta es un defecto más agudo que un taladro. Así el agujero taladrado, con su mayor diámetro tiene asociada una concentración de tensiones menores que el afilado extremo de la fisura.
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