Browsing by Author "Castillo Pereda, Esteban Rosas"

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    Propagación subcrítica de fisuras asistidas por fatiga en aceros estructurales ASTM A36
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2024) Castillo Pereda, Esteban Rosas; Távara Aponte, Segundo Aristides
    La falla catastrófica de estructuras es causada por la propagación de fisuras más allá de un tamaño crítico. Estas fisuras están presentes de alguna forma, en todo componente estructural, y son el resultado de defectos de fabricación o de daños localizados, generados durante su servicio, y estos daños pueden crecer lentamente debido a procesos de fatiga, provocando una disminución de su resistencia estructural y generando hacia futuro una falla catastrófica. Uno de los objetivos en el análisis y evaluación de fallas, es la determinación de la tolerancia al daño, (propagación subcrítica), siendo esta una propiedad estructural que determina la capacidad para sobrellevar de manera segura una fisura durante la vida útil de una estructura. Adicionalmente, la determinación de la velocidad de crecimiento y el tamaño crítico de la fisura, son parámetros que permiten determinar la estabilidad de la fisura y vida residual de un componente estructural. En el presente trabajo, se estudió la propagación subcrítica de fisuras asistidas por fatiga. El material de estudio es el acero estructural ASTM A36, el cual se sometió a ensayo de fatiga de flexión en tres puntos al aire utilizando una máquina de fatiga. Se ensayaron tres probetas cuyas dimensiones, según la norma ASTM 399, son: 1.26 cm de espesor, 5.05 cm de ancho, 20 cm de largo; con una ranura en el centro, hecha con una fresa pequeña, cuyas dimensiones de la ranura son de 0.3 cm de profundidad por 1.26 cm de largo. Se obtuvieron datos, de profundidad de fisura “𝑎” y número de ciclos “𝑁”, construyéndose la gráfica 𝑎 𝑣𝑠 𝑁, a partir de la cual se construyó la gráfica 𝑑𝑎𝑑𝑁 𝑣𝑠 𝑎, que representa la velocidad de avance de fisura en función de su tamaño. Utilizando la ecuación de Newman-Raju, se determinó el factor de intensidad de tensiones 𝐾, luego el Δ𝐾, lo que permitió graficar 𝑑𝑎𝑑𝑁 𝑣𝑠 Δ𝐾; de esta curva se tomó la zona de propagación subcrítica de fisuras, en la cual se aplica la Ley de Paris 𝑑𝑎𝑑𝑁=𝐶(Δ𝐾)𝑚; del análisis de la gráfica se determinó experimentalmente los valores de 𝐶 𝑦 𝑚 de la Ley de Paris para el acero ASTM A36, realizado al aire, obteniéndose 𝑚=0.697±0.257 𝑦 𝐶=(4.010±0.358)×10−6 , donde 𝐶 da información del medio en que se realizó los ensayos de fatiga, y 𝑚 nos da información del comportamiento del material. Lo importante de estos valores es que servirán para, monitoreo de la propagación subcrítica de fisuras cuando el material ensayado esté en servicio.