Iniciación de grietas por fretting fatiga en contacto esférico
Abstract
En este artículo se propone un método para calcular la vida a fatiga por fretting. Dicho método combina la iniciación con la propagación de grietas, obteniendo, además de la vida total, un número de ciclos de iniciación y de propagación. El modelo se aplica a una serie de ensayos de fretting fatiga en los cuales la probeta no llegó a romperse, pero sí se iniciaron grietas. Estos ensayos se realizaron sobre una aleación de aluminio (Al 7075-T6) y el tipo de contacto usado era esférico. Las probetas ensayadas fueron analizadas, realizando fotografías de las grietas que se habían iniciado. Diferentes leyes de crecimiento han sido utilizadas para modelar el comportamiento de las grietas.
Full text
107
ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)
INICIACIÓN DE GRIETAS POR FRETTING FATIGA EN CONTACTO ESFÉRICO
C. Na a o, F. J. Ga cía-Lomas, J. Domínguez
Uni e sidad de Se illa
Depa amen o de Ingenie ía Mecánica y de los Ma e iales
Escuela Supe io de Ingenie os. c/ Camino de los Descub imien os s/n, 41092 Se illa
Resumen.
En es e a ículo se p opone un mé odo pa a calcula la ida a a iga po e ing. Dicho mé odo combina la
iniciación con la p opagación de g ie as, ob eniendo, además de la ida o al, un núme o de ciclos de
iniciación y de p opagación. El modelo se aplica a una se ie de ensayos de e ing a iga en los cuales la
p obe a no llegó a ompe se, pe o sí se inicia on g ie as. Es os ensayos se ealiza on sob e una aleación de
aluminio (Al 7075-T6) y el ipo de con ac o usado e a es é ico. Las p obe as ensayadas ue on analizadas,
ealizando o og a ías de las g ie as que se habían iniciado. Di e en es leyes de c ecimien o han sido
u ilizadas pa a modela el compo amien o de las g ie as.
Abs ac .
This pape p oposes a me hod o es ima ing he o al a igue li e in e ing a igue. I compa es he
a igue li e o some specimens ob ained in a se ies o e ing a igue es s wi h he es ima es o o al
a igue li e using a model ha sepa a ely akes in o accoun he ini ia ion and p opaga ion o he c ack.
These a igue es s we e conduc ed on an aluminum alloy (Al 7075-T6) and he con ac pads used we e
sphe ical. In hese es s, he c acks ini ia e and hen s op a a ce ain poin . The specimens we e la e
analyzed o make pho og aphs o he ini ia ed c acks. Di e en laws o c ack g ow h ha e been used o
model he beha iou o c acks.
1. INTRODUCCIÓN.
La a iga po e ing es un enómeno que puede ocu i
en mul i ud de componen es de máquinas y es uc u as
como uniones a o nilladas y oblonadas, acoplamien os
con ajus e a p esión, cadenas, e c. [1]. En es os casos se
p oducen pequeños desplazamien os en e dis in os
pun os de dos piezas en con ac o bajo p esión gene ando
unas ensiones angenciales asociadas a las no males en
las supe icie. Es as ensiones locales se supe ponen a
las ensiones globales de odo el componen e,
p oduciendo un e ec o simila al de los concen ado es
de ensión. Debido a es as ensiones apa ecen g ie as en
la zona de con ac o mucho an es que si no hubie a
con ac o en e las pa es, g ie as que pueden
desa olla se pos e io men e has a la ac u a inal.
Un aspec o impo an e en el diseño de componen es
mecánicos some idos a a iga po e ing es la
p edicción de la ida a a iga y muchos ecu sos se
dedican ac ualmen e pa a consegui es e obje i o [2,3].
Se acep a en gene al que el p oceso de a iga po
e ing debe se es udiado conside ando dos ases: la
iniciación de las g ie as y la p opagación de és as has a
el allo. Algunos mé odos pa a es ima la ida a a iga
es án basados en el mecanismo de iniciación y usan los
esul ados ob enidos en algunos ensayos con p obe as y
ca ga simé ica, jun o con c i e ios de a iga mul iaxial.
Es os mé odos se usan más cuando la ase de iniciación
es p edominan e. O o p ocedimien o consis e en
u iliza la mecánica de la ac u a elás ica-lineal, que
se á an o más aplicable cuan o más pequeña sea la ida
de iniciación compa ada con la de p opagación o
cuando haya g ie as ya iniciadas [4]. También se puede
combina la iniciación con la p opagación de iniendo un
alo ijo pa a la longi ud de g ie a de iniciación. Es a
longi ud es una o ma de de ini has a dónde llega la
iniciación y desde dónde se puede conside a que se
p oduce la p opagación. La ida o al se ía la suma del
núme o de ciclos necesa io pa a inicia una g ie a más
los ciclos que a da en p opaga se la g ie a desde esa
longi ud de inida has a la o u a [5]. Siguiendo es e
camino, un paso más hacia delan e es combina la
iniciación con la p opagación, al igual que en el caso
an e io , pe o en luga de de ini p e iamen e una
longi ud ija pa a la iniciación, és a se ob iene del
p opio p oceso de cálculo. Exis en di e en es mé odos
de lle a a cabo es a combinación desa ollados po
dis in os au o es [6,7,8] pa a componen es con en allas,
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ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)
aunque no han sido aplicados has a aho a al caso de
a iga po e ing.
En es e a ículo se p esen a un modelo simila al
p opues o po Socie [8], donde se combina la iniciación
con la p opagación, ob eniendo una longi ud de g ie a
de iniciación que no es a bi a ia. El modelo se aplica
pa a es ima la ida en una se ie de ensayos de e ing
a iga.
2. MODELO DE INICIACIÓN-PROPAGACIÓN.
El mé odo aquí u ilizado es una modi icación del
p opues o po Socie, Mo ow y Chen [8] pa a el análisis
a a iga de componen es con en alla. Dichos au o es
calcula on dos cu as en unción de la p o undidad de la
g ie a; una elocidad de c ecimien o de g ie a debido a
mecanismos de iniciación en a iga a bajo núme o de
ciclos y la elocidad de c ecimien o de g ie a du an e la
ase de p opagación usando la mecánica de la ac u a
elás ica lineal. La p ime a se de e mina hallando, pa a
cada p o undidad de la g ie a, el núme o de ciclos
necesa io pa a la iniciación de la misma en ese pun o y
luego calculando la pendien e. De es a o ma se ob iene
una especie de elocidad de c ecimien o de g ie a po
iniciación. Es a cu a es dec ecien e y pa a los pun os
más ce canos a la supe icie es mayo que la elocidad
de c ecimien o de g ie as po p opagación, que es
c ecien e. Luego una g ie a hipo é ica, ce ca de la
supe icie, c ece ía más ápidamen e po iniciación que
po p opagación. A una p o undidad de e minada las
dos cu as se co an y a pa i de ahí la g ie a c ece más
ápidamen e po p opagación que po iniciación. Según
p oponían los au o es, es e pun o de e mina la longi ud
de g ie a de iniciación, la ida de iniciación se ía la
co espondien e a ese pun o y la de p opagación se ía la
in eg al de la cu a da/dN-K desde dicho pun o has a
llega a la o u a.
En ez de calcula de es a o ma las idas de iniciación
y p opagación (Ni y Np), en es e a ículo se emplea un
mé odo numé icamen e equi alen e [9]. A lo la go del
hipo é ico camino que segui ía la g ie a, se calcula pa a
cada pun o el núme o de ciclos pa a iniciación, Ni, es
deci , el núme o de ciclos que se necesi a ían pa a
inicia una g ie a en ese pun o con las ensiones que es á
sopo ando. Simul áneamen e se calcula el núme o de
ciclos que se equie en pa a p opaga una g ie a desde
cada pun o a lo la go de dicho camino has a la o u a,
Np, u ilizando la mecánica de la ac u a elás ica lineal.
La suma de Ni y Np p opo ciona pa a cada pun o el
núme o de ciclos que a da ía en inicia se en él una
g ie a y p opaga se has a la o u a. Po lo an o el
mínimo de esa cu a es la ida a a iga del componen e.
És as cu as se mues an en la igu a 1. El pun o donde
se p oduce el mínimo ambién de ine la longi ud de
iniciación de g ie a que coincide exac amen e con el
calculado en el p ocedimien o explicado en el pá a o
an e io [8].
0 10203040506070
0.0
5.0x105
1.0x106
1.5x106
2.0x106
2.5x106
3.0x106
Mínimo
P opagación
Iniciación
To al
Nº de ciclos
P o undidad (µm)
Fig. 1. Iniciación, p opagación y ida o al.
3. APLICACIÓN A LA FATIGA POR FRETTING
CON CONTACTO ESFÉRICO.
La modi icación del mé odo an e io men e explicado
consis e en aplica lo a la a iga po e ing con con ac o
es é ico. En es e caso se iene una dis ibución
mul iaxial de ensiones. És as se calculan analí icamen e
usando las exp esiones explíci as ob enidas po
Hamil on [10]. Además, la excen icidad de la zona no
deslizan e debido a la ensión global de la p obe a es
enida en cuen a como se mues a en [11]. El p ime
paso pa a aplica es e mé odo es localiza el pun o de
iniciación de la g ie a. Expe imen almen e se ha
comp obado que las g ie as se inician en las
p oximidades del bo de del con ac o [5]. Es e hecho
concue da con los esul ados analí icos. Si se aplican
di e en es c i e ios de a iga mul iaxial, (Von Mises,
McDia mid, Sim h-Wa son-Toppe ) sob e la supe icie
y a lo la go del eje de sime ía de la zona de con ac o, se
ob iene como pun o más a o able a la iniciación de
g ie as el lími e de la zona de con ac o. Aplicando es os
c i e ios a poca p o undidad, se ob ienen pun os
ce canos al lími e de la zona de con ac o.
Las g ie as comienzan a c ece o mando un ángulo
pequeño con la supe icie pa a luego gi a a una
p o undidad, que en es os ensayos es ap oximadamen e
de 20 µm, y o ma un ángulo de unos 70º-80º. Dado
que el ángulo en la segunda ase no di ie e mucho de los
90º, en los cálculos que se an a ealiza se supond á
que la g ie a c ece pe pendicula men e a la supe icie.
Compa ando las idas ob enidas al aplica es e mé odo a
g ie as que se inician en el lími e de la zona de con ac o
y pun os p óximos a él, c eciendo pe pendicula men e a
la supe icie, se obse a que la ida es algo in e io
cuando se supone que la g ie a se inicia en el bo de de la
zona de con ac o. Es o implica que eniendo en cuen a la
iniciación jun o con la p opagación a la ho a de busca
el pun o más c í ico pa a la iniciación de las g ie as, la
posición más c í ica es el bo de de la zona de con ac o y
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ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)
en consecuencia es el que se ha escogido pa a odos los
cálculos.
De los dis in os c i e ios de a iga mul iaxial exis en es,
en es e abajo se ha u ilizado el c i e io de McDia mid
[12]
eq
TS
σσ
σ
τ
=+
∆
max
max
22 (1)
donde ∆τmax es el máximo inc emen o de las ensiones
angenciales, σmax es la ensión no mal máxima en la
di ección pe pendicula al plano donde ∆τ es máxima,
es el lími e de a iga a o sión y σTS es la ensión de
o u a. Jun o con la cu a de o mación-núme o de ciclos
c
i
b
i
NN
E
)2()2(
2
ε
σ
ε
′
+
′
=
∆ (2)
donde ∆ε es la de o mación no mal ob enida en ensayos
con p obe as sin en alla y ciclo simé ico, E es el
módulo de Young, Ni es el núme o de ciclos pa a
iniciación y el es o son cons an es que dependen del
ma e ial. Los alo es pa a es as cons an es se han
ob enido de [9], σ’ = 1917 MPa, b = -0.176, ε’ = 0.8, c
= -0.839, pa a el ma e ial Al 7075-T6.
Con obje o de combina ambas ecuaciones se aplica el
c i e io de McDia mid al caso de una p obe a sin en alla
a la que se le aplican ciclos de acción-comp esión de
alo ±σ. En es e caso el plano donde se p oducen las
mayo es ensiones angenciales máximas es el que
o ma 45º con la di ección de aplicación de la ca ga. En
dicho plano la ampli ud de las ensiones angenciales es
σ/2 y la máxima ensión no mal en la di ección
pe pendicula a dicho plano es σ/2, con lo que la ensión
equi alen e de McDia mid en es e caso es
TS
eq ⋅=+=
σ
σ
σ
σ
σ
222 (3)
donde
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ+=
TS
σ
2
1
2
1 (4)
Po o o lado, la cu a de o mación-núme o de ciclos en
unción de la ensión aplicada es
c
i
b
i
NN
E
E
)2()2(
ε
σ
σ
′
+
′
= (5)
Si aho a se mul iplica la ecuación (5) po el ac o de
la ecuación (4) ob enemos
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ′
+
′
⋅= c
i
b
i
eq NN
E
E)2()2(
ε
σσ
(6)
Po lo an o, cuando se calcula el núme o de ciclos pa a
iniciación de un pun o cualquie a, se calcula á p ime o
la ensión equi alen e de McDia mid con la ecuación
(1). Compa ando las ecuaciones (2) y (6) se ob iene la
siguien e elación
E
eq
σ
ε
1
2=
∆ (7)
Igualando las ecuaciones (7) y (2) se ob iene una
elación en e la ensión equi alen e de McDia mid y el
núme o de ciclos pa a iniciación.
Como ya se dijo an e io men e, las g ie as se inician con
un ángulo pequeño y ápidamen e gi an o mando un
ángulo de 70º-80º. Sin emba go, con obje o de calcula
el ac o de in ensidad de ensiones se supond á que la
g ie a c ece pe pendicula men e a la supe icie po
debajo de ese pun o. El hecho de que el ángulo de la
p ime a pa e de la g ie a (a en la igu a 2) sea muy
di e en e de 90º no a ec a á al cálculo del ac o de
in ensidad de ensiones en la segunda pa e (b en la
igu a 3) incluso pa a alo es al os de a/b (a/b ~ 10)
[13].
Fig. 2. G ie a queb ada.
Solamen e se a a calcula la con ibución del modo I en
el c ecimien o de la g ie a ya que es casi pe pendicula a
la supe icie y en es a si uación el ac o de in ensidad
de ensiones del modo II es pequeño compa ado con el
del modo I [4]. És e se calcula usando una unción de
peso calculada pa a una g ie a en un p oblema plano
p opues a po Bueckne [14].
)1(
1
)(
2
21 ÷
ø
ö
ç
è
æ
⋅+⋅+= a
m
a
m
w (8)
donde a, y W se mues an en la igu a 3 y m1 y m2 son
unciones que dependen del cocien e a/W. Con es a
unción de peso el ac o de in ensidad de ensiones se
puede ob ene de la exp esión:
110
ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)
d wK x
a
I)()(
2
0
σ
π
⋅= ò (9)
donde σx es la ensión no mal en la di ección
pe pendicula al plano de la g ie a. Es e ac o de
in ensidad de ensiones iene que se co egido pa a
ene en cuen a que la g ie a es idimensional y ambién
su elación de aspec o. La elación de aspec o de la
g ie a es ap oximadamen e 0.5 y es o lle a a un ac o
de co ección de 0.78, [15].
Fig. 3. Sección de la p obe a.
Dis in as leyes de c ecimien o de la g ie a han sido
conside adas. Los da os expe imen ales de c ecimien o
de g ie a se han omado del p og ama NASA/FLAGRO
[16] pa a el Al 7075-T6. Es os da os coinciden con o as
uen es pa a g ie as la gas [17,18] pe o no pa a g ie as
co as, donde como se sabe puede habe c ecimien o po
debajo del umb al de c ecimien o de g ie as la gas. La
unción usada en el p og ama NASA/FLAGRO,
ecuación (10), incluye el e ec o del coe icien e de
asime ía de la ca ga, R, el alo c í ico del ac o de
in ensidad de ensiones, Kc, y el umb al de c ecimien o,
∆K h. En es e caso el umb al de c ecimien o es un alo
cons an e que no depende de la longi ud de g ie a. Es e
umb al puede se co egido po el e ec o de la zona
plás ica en la pun a de la g ie a mul iplicándolo po un
ac o que depende de la longi ud de g ie a y de
p opiedades del ma e ial, ecuaciones (11) y (12), [19].
5.0
5.0836.284.2
))1((
))1(()1(3465.5
KKR
KRKKR
dN
da
c
h
∆−−
∆−−∆∆−
=
− (10)
da
a
KK h h +
⋅∆=∆ ∞ (11)
2
1
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
∆
∆
=∞
h
K
d
σπ
(12)
donde a es la longi ud de g ie a, ∆K h∞ es el umb al de
c ecimien o de g ie a pa a g ie as la gas con R = 0 y ∆σ
es el lími e de a iga. La igu a 4 mues a la elocidad
de c ecimien o en unción del ango del ac o de
in ensidad de ensiones pa a es modelos dis in os de
c ecimien o. El p ime o es la ley de Pa is, ecuación
(13), pa a R = -1 y con los da os de [16], el segundo es
el ob enido de NASA/FLAGRO, ecuación (10), y el
e ce o es NASA/FLAGRO modi icado con el ac o
explicado an e io men e, ecuaciones (10), (11) y (12).
517.312
102151.4 K
d
N
da ∆⋅= − (13)
12345678910
1E-12
1E-11
1E-10
1E-9
1E-8
Pa is
G ie a la ga
G ie a la ga modi icada
da/dN (m/ciclo)
∆K (MPa m1/2)
Fig. 4. Leyes de c ecimien o [16].
4. DATOS EXPERIMENTALES.
Los ensayos con los que se a a compa a el modelo
aquí p esen ado ue on ealizados po Wi kowsky e al.
[20], de los que se han escogido algunos en donde se
pa ó el ensayo sin que llega a a ompe se la p obe a
pe o donde sí apa ecie on g ie as. El ma e ial usado e a
Al 7075-T6 y sus p incipales p opiedades mecánicas se
mues an en la abla 1. El amaño de g ano
pe pendicula a la supe icie medido según la no ma
ASTM E 112-88, [21], e a ap oximadamen e de 35 µm.
Tabla 1. P opiedades mecánicas del Al 7075-T6.
UTS (MPa) σ
σσ
σy0.2 (MPa) ν
νν
ν
572 503 0.33
E (GPa) ∆
∆∆
∆K h (R = 0) MPa m-1/2
72 2.2
Las ca gas aplicadas en cada ensayo se mues an en la
abla 2, donde Q es la ca ga angencial a iable,
σ
es la
ca ga axial a iable y N es la ca ga no mal cons an e. El
análisis de es os ensayos ha sido ealizado
pos e io men e. También se mues a en la abla el
núme o de ciclos, N , a los que se pa ó el ensayo y la
W a
111
ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)
máxima p o undidad de g ie a que se encon ó una ez
analizadas las p obe as.
Tabla 2. Ca gas en los ensayos de e ing.
Tes N (N) Q (N)
σ
σσ
σ
(MPa) N (ciclos) P o .
(µ
µµ
µm)
T1 13 ±7 ±83 107 40
T2 20 ±16 ±62.5 2.19 106 65
T3 20 ±15 ±56 1.54 106 150
T4 20 ±15 ±63 2.94 106 110
T5 20 ±15 ±59 1.78 106 150
En la igu a 5 se mues a un esquema del mon aje del
ensayo con las ca gas que se aplican. Es e mon aje se
explica más de alladamen e en [22].
Fig. 5. Esquema del puen e de e ing.
5. RESULTADOS.
Las p obe as co espondien es a los cinco ensayos
mencionados ue on analizadas con obje o de
de e mina las dimensiones de las g ie as en el caso de
que hubie an apa ecido. Así, las p obe as ue on
co adas y empas illadas, luego se iban puliendo y cada
cie a dis ancia (~30 µm) se a acaban químicamen e y se
o og a iaban. De es a o ma se puede ob ene la o ma
y dimensiones de la g ie a y el luga donde se inicia. En
las igu as 6 y 7 se mues an a ias o og a ías de las
g ie as esul an es de los ensayos T1 y T4. En es as
o og a ías se pueden ap ecia los lími es de g ano así
como las g ie as que apa ecie on en es os ensayos.
Los ensayos T1 y T2 se pa a on con una longi ud de
g ie a de en e 40 y 60 µm, mien as que los o os es
es án en e 110 y 150 µm. También se puede obse a
en es as o og a ías que las g ie as se han pa ado
al ededo de un lími e de g ano. En el ensayo T1, po
ejemplo, en el p ime lími e de g ano y en el T4 en el
segundo. En algunos pun os se sob epasa lige amen e el
lími e de g ano y en o os se pa a an es, de o ma que en
su conjun o la g ie a se pa a p óxima a un lími e de
g ano.
En es as o og a ías ambién se puede comp oba el
hecho de que la g ie a se inicia o mando un ángulo
pequeño espec o a la supe icie y luego gi a pa a
o ma un ángulo de 70º-80º. El gi o de la g ie a se
p oduce siemp e den o del p ime g ano. También se
puede e que hay una g ie a p incipal y a ias
al ededo más pequeñas, las cuales no llegan a las 10
µm de p o undidad. Todas ellas se encuen an den o de
la zona de con ac o, lo que quie e deci que la g ie a
p incipal no nace exac amen e en el lími e de es a zona
aunque sí p óxima a él.
Fig. 6. G ie a en el ensayo T1.
112
ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)
Fig. 7. G ie a en el ensayo T4.
En la igu a 8 se mues a la huella dejada sob e la
p obe a en el ensayo T4 y donde se ha ma cado el
camino que ha seguido la g ie a. En la huella hay una
zona ci cula ex e io que es la zona de con ac o y o a
zona ci cula in e io excén ica que delimi a la zona no
deslizan e. Los pun os blancos ma can los luga es donde
se ha o og a iado y medido la g ie a. Se puede
comp oba una ez más que la g ie a apa ece ce ca del
lími e de la zona de con ac o.
U ilizando el mé odo de cálculo expues o en el apa ado
2, se calculó pa a cada uno de los cinco ensayos an es
mos ados el núme o de ciclos necesa io pa a inicia una
g ie a y p opaga la has a la p o undidad indicada en la
abla 2. En la igu a 9 se mues an es os esul ados
u ilizando como ley de c ecimien o la de Pa is mos ada
en la igu a 5.
Fig. 8. Huella en el ensayo T4.
Obsé ese que odas las idas calculadas son in e io es
a la eal, a di e encia de lo que pasa con o os ensayos
donde la p obe a sí llegó a ompe se y las idas
es imadas son mayo es que las eales [23]. En es os
o os ensayos los ni eles de ensiones e an mayo es que
los aquí analizados.
105106107108
105
106
107
108
T3 T5
T2
T4 T1
Nº de ciclos es imado
Nº de ciclos eales
Fig. 9. Núme o de ciclos es imado.
U ilizando cualquie a de las o as dos leyes de
c ecimien o mos adas en la igu a 4 se llega a un
núme o de ciclos in ini o. Pa a la ley ob enida del
p og ama NASA/FLAGRO los alo es del ac o de
in ensidad de ensiones ni siquie a llegan a alcanza el
umb al de c ecimien o de g ie a como se puede
113
ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)
comp oba de las igu as 5 y 10. En es a úl ima se
ep esen an los alo es del ango del ac o de
in ensidad de ensiones calculado en cada ensayo según
las ecuaciones (8) y (9).
0 20 40 60 80 100 120 140 160
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
T1
T2
T3
T4
T5
∆
K (MPa m
0.5
)
P o undidad (mic as)
Fig. 10. Fac o de in ensidad de ensiones.
El o igen de es a disco dancia con los esul ados
expe imen ales es que pa a g ie as co as exis e
c ecimien o po debajo del umb al de c ecimien o de
g ie as la gas. Es po es a azón po la que la ley de
c ecimien o ob enida pa a g ie as la gas mos ada en la
igu a 4, que no e leja es e aspec o, da ida in ini a
pa a es os ensayos. Las o as dos leyes, sin emba go,
(Pa is y la de g ie as la gas modi icada) dan c ecimien o
po debajo de dicho umb al. El esul ado usando la ley
de Pa is ya se ha mos ado en la igu a 9. El que odas
las idas es imadas has a alcanza la longi ud inal
medida sean meno es de las eales, quie e deci que o
bien el mecanismo po el que la g ie a se pa a no es á
aquí ecogida o además de es o la ley de Pa is
sob ees ima la elocidad de c ecimien o en es os
ensayos.
La cu a pa a g ie as la gas que se ha modi icado pa a
ene en cuen a la zona plás ica pa ece que ecoge es e
compo amien o de g ie a pequeña. Pe o aplicando el
modelo con es a ley de compo amien o el esul ado que
se ob iene es que no hay ase de p opagación. La g ie a,
según el modelo, c ece ía po mecanismos de iniciación.
Es o implica que usando cualquie a de las dos cu as
p esen adas con umb al de c ecimien o, el esul ado es
el mismo pues o que no hay p opagación. Pa a cada uno
de los cinco ensayos se calculó, usando an sólo la cu a
iniciación, qué longi ud de g ie a debe ía encon a se en
el momen o de pa a el ensayo. Es os esul ados se
mues an en la abla 3. Se obse a que las longi udes
es imadas son del mismo o den que las eales, aunque
no p esen an la misma endencia. Es o úl imo puede se
debido a que la cu a de iniciación no ecoge la
in e acción de la g ie a con los lími es de g ano.
Tabla 3. Longi udes de g ie a eal y es imada.
Ensayo a eal (µm) aes (µm)
T1 40 90
T2 65 76
T3 150 60
T4 110 77
T5 150 64
6. CONCLUSIONES.
Se ha empleado un mé odo pa a calcula la ida a a iga
po e ing combinando la iniciación con la
p opagación de las g ie as, sin de ini a p io i has a
dónde se conside a iniciación y has a dónde
p opagación. Se ha aplicado en una se ie de ensayos en
los que se habían iniciado g ie as pe o és as se pa a on y
la p obe a no llegó a ompe se.
En la ase de p opagación se han es udiado dis in as
leyes de c ecimien o de g ie a. Con la ley de Pa is se
puede es ima el núme o de ciclos necesa ios pa a que
la g ie a c ezca has a la longi ud medida
expe imen almen e. El núme o de ciclos ob enido es
siemp e meno que el que se ob iene en los ensayos
po que en la ealidad la g ie a se pa a an es de que se
pa e el ensayo y es a ley no e leja la pa ada de las
g ie as. U ilizando leyes de p opagación pa a g ie as
la gas, con y sin inclui el e ec o de la plas icidad en la
pun a de la g ie a, esul a que no hay ase de
p opagación, solamen e iniciación. Calculando las
longi udes de g ie a que debe ían encon a se pa a el
núme o de ciclos ensayado, se ob ienen unas longi udes
del mismo o den que las eales, pe o ampoco e lejan la
pa ada de las g ie as.
Se ha comp obado que pa a mejo a el modelo
empleado cuando se aplica a ensayos con al o núme o
de ciclos es necesa io inclui un c i e io pa a p edeci
cuándo y dónde se pa a una g ie a.
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