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Análisis de Fatiga

¿Por qué se hace análisis de fatiga?

Existen muchos ejemplos, pero uno de los más representativos en la historia es el desastre aéreo del COMET en los años 50 y nos advierte que los daños por fatiga son más que costos financieros.

En 1950 Estos fallos causaron dos accidentes en los que la aeronave se hizo pedazos en pleno vuelo (debido a un fallo por fatiga) y resulto en dos cosas:

Pérdidas de vidas humanas y COMET (la empresa aeronáutica) perdió el liderazgo de la industria en Boeing y le tomo 50 años  para alcanzar las ventas en aviones de pasajeros con el lanzamiento de Airbus en los estados unidos.

 

Como podemos observar en esta imagen de manera general hay dos formas para alcanzar la falla un material, una de ellas es mediante una carga pesada hasta alcanzar el esfuerzo de ruptura del material y la segunda forma de obtener la falla es mediante la aplicación de una serie de repeticiones de carga que pueden estar por debajo de los límites del material y después de una serie de ciclos el material puede fallar por fatiga.

Cuando se pretende proteger la estructura del primer evento que es la carga única se conoce  como diseño a tensión, cuando quiere proteger tu estructura bajo condiciones de carga repetitiva se conoce como diseño para la vida.

Cualquiera de estas dos condiciones pueden provocar la falla de la estructura aunque el proceso no es el mismo.

Se ha observado que cargas repetitivas de carga y descarga debilitan los objetos a través del tiempo aun cuando los esfuerzos inducidos son considerablemente bajos que los límites de tensión permisibles. Este fenómeno es conocido como fatiga. Cada ciclo de fluctuación de estrés debilita el objeto hasta cierto punto.

Después de un numero de ciclos, el objeto se vuelve tan débil que falla. La fatiga es la primer causa de falla de muchos objetos, especialmente los hechos de metales. Ejemplos de falla por fatiga pueden incluirse maquinas rotatorias, tornillos, alas de avión, productos de consumo, plataformas marinas, barcos, ejes de vehículos, puntes y hasta huesos.

Las consecuencias de no hacer análisis de fatiga pueden ser fatales. Ahora veamos qué pasa si lo hacemos:

El costo beneficio puede ser significativo y obtener una ventaja competitiva.

Este es un Proyecto de Jaguar Land Rover usando Fesafe para mostrar fatiga por creep a alta temperatura y la optimización del diseño de los manifolds.

 

El Proyecto permitió identificar un material alternativo mas barato y crear un diseño óptimo desde el inicio en el proceso de diseño. Como resultado directo de este proyecto, Jaguar ahora está reduciendo el número de prototipos que están haciendo en los colectores de escape, reduciendo costos y disminuyendo el tiempo de diseño.

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