12
UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE Diseno de Maquinas Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 1 1 Dise Dise ñ ñ o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal 2 Dise Dise ñ ñ o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal 3 Dise Dise ñ ñ o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal 4 Dise Dise ñ ñ o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal o de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 1

1

�����������

�� ������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

������2

���������� �������������� �������������������������������������� ���������� ����� �������� ��� �������� ������� ��� ����������������������� �����������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

3

������������� ���������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal4

������������� ��������������� ��������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 2: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 2

5

� ����� ��������������� �

���� ���� ��� ��� ��� �������� ���������� ��������������� ������� ������������������������������������������������������������ �������� ��� ������������ �� ���������������� �������� ��� ������ ������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal6

� � ��� ����������������� � ������ ��������� ��� �������� ��������� ��������� !����"�����

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

7

!��� ��� ����� � �� ��� ������

���#�����������������������

���$�� ���������������������

���%����������������&����������������������������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal8

!�����������"����� ������

' � ������� ������� ���� ���� ������� ������� ������ ���� ��� (���)������ ������ ��������� ����*���������������� ��������� ������������� �������������� ��� ����������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 3: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 3

9

#�$������%��������

+���� ������� ��� ���������� �������������������������������������������� �(��������������� ������*�������� ��������� �� ��� �������������������� ����� ����������������������������������������������,��

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal10

%������,��+����������������������������� ��

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

- ������������������������������������������� �!����� �� ���� ��� ��� ������� ��� ����������� ��� ��� ������ ����������� ��� �����$������%���� �����������������������

11

��� ��$���� ��%���� ���� ��������������"� �������� ���� ���� �������& ����� �� ��� ������ ��� ���� ������������������������������������������������������ ������������ ���� ������� ��� �������������������������� ������������������������������������������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal12

+�������������������� ��� ����������������$������%�������� !� ��� �������� ������������������������������������ �������'�(����������������� �� ����������������� ��������������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 4: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 4

13

!�������� ��"���� �����

%�������������*�������������� ������������� ����� �������������� ��� ��������� ���������� ���� ����� ��� ��������� ��������!�������������������������������������������������(����������� �����!�������������������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal14

&������ ��� ����� ��� ������ �� ��� ���������������������������� �������������,�����*��

������������������� �������������������� ������ !� ��� ������� ��� ��������� ����������������������

&������ ��� ���� ������� ��� ��������� ���������� ��������������� !�����������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

15

. ������ �� ��� ������������ ���� ������������������� ��� ��� ����� ��� ����� ���������������� ��� ����"�� !� ��� ������� ������������������$���������"� ���������������� �� ����������� ��� ������ �� ����)�� ��� ���� ������ ������� ��� ��������� � �� ����������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal16

�����$��"�

$��� ��� ��� ���� ������� �� ��� ������ ������������������$��&������������$��&���������""�� ���������������� ����������� ����������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 5: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 5

17

+������������/ ���������������� ���������������������������� ����������������������� ����������� ��� ,/000 �� � � ��� ������ �������������������� ��� ����"�����������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

+�� ������� ��� ���������� ��� �� �������� ��� �������� ��� ��� ��� ������ ���,0 *1 ��,0 *2 �������� ����������

18

%������/ �+������� ������������� ��� �� ����������� ��� �������������� ��������� ��� ��������� +�� �� ������� ��� ���� �������������� �������� ������������������������

Estrías

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

19

� ����� ������� ��"��� ��������������"��

+�� ��� ����������� ��� ��� ����������������� !��������������������� ���(������ ��� ������� ������� !� ��� �������� ��������� �����!����� �����

� �������"�������$��&� ������������������������ �������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal20

��#�� ����������"��

+�� ��� ����������� ��� ��� ���������������� !� ��� �������� ��������� ��� (������ ��� ������� ������� !� ��� �������� ���������������!����� �����

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 6: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 6

21

#���$�

��� ������� ������� ���������� ��� ��������"���� ��� ����� �� ���������� �������� ��������� !3�� �� ��������� ��� �������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal22

' �� (������� ������� ��� ������� ���������� ��� ������� ��� ����������� ������������ ) ��� ��� ����� ��� ��� ������ �������� ��� ��� ���������� �� ��� ��������� ������������ )� !� ��� ��� ���������� ������ ������������ �� �������� �������� ��� �������� �������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

23

� ��������������

+������������4��������������� ��������� �������������� ������*�"��������"�!�������������������� ������*�"�+�����"��

+�� ��� ������� 2��� �� !� �� ��� ������������������� �� ��������� ��� ��������� ����������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal24

Modo de falla por fatiga

Figura 3 a) Flecha con cuñero de acero 1040 a flexión girando. b) Cigüeñal con falla a flexión-torsión

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 7: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 7

25

� ��������������

%������ 2�� 5� ��������� ��� ��������� ��� ������� ��������������������������������!�������������"����������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal26

%������ 2�� 5� ��������� ��� ��������� ��� ������� ��������������������������������!�������������"����������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

27

%������ 2�� 5� ��������� ��� ��������� ��� ������� ��������������������������������!�������������"����������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal28

+������������4��������������������������� ����������� �������� !� ���� �������+( ��� ������ �� ��� ����������� !� ������������ ���������� ��������������������������� ��������� ��� ������� ��� ��� ������� �������������������� ��������������������� �������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 8: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 8

29

� �����������������

������������������������� �������������6�

�!�������� ����������, ���$��&��-�.�

��!�������� ����������,����� ��"����.�

�� !� ������� ����� �� ��%��� ������$���%����������/!#� �

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal30

0� � ���������

5�� ����������� ������ ��� ������ ��� ������ ������������������������ ����������������� ����������������������������6

a) 7)����� ��� ������� ��� �'�����'� �/�#�������� � N = 103 � �� �

b) 7)����� ��� ������� ��� �������'� �1 �#���!���� � N = 103 � �� �

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

31

�������� ��������$��&�����

8 ����� ��� � ����������� ��� ������� �����������'��&���������������,04 ��������������������������

+���� ������� ��� ��� ������������� ������� �������������� !3�� ��� �� ������������������� ����������������������� ���� ���������� �������� ������� ������������������� ��������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal32

��������� ���������� ��"�����

5�� � ����� ������� ��� ����������� ��� ��������� � ��������������� ���� ����������������������������������!�������� ������������������ ��� ������� ��� �'�����'��� ��� ������������ ���� ���������� ����������!� ���������������������������� ���������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 9: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 9

33

�� ������� ����� �� � ��%��� ������$���%�����������

5�� � ����� ��� ������ ��� ������� ��� ��"�������"�����������������������������������������!� ��������� ��� ������� ��� ��������� ������������ ���� �������� ��� ����� �������� ��� ��������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal34

�������������� �� ����2� �� 3$���

$���� ��� �!����� ��� ���� ���������������� �������������� �� ������� ��� � �������� ������ �������$��&��-�.� ������� ����� ��� ����� ��������� ������ ������� ������������������������������'���

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

35

�� �������

9 � ��� ��� ������� ������ ��� � ������ ���������*��� �6�

�� $���� ��������� ��������6� � ��������������!��� �����

�� +�� �� ��� ��������6� ���������� ����� ������!��������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal36

#������3$�����$+��������

�� ' ������

�� : �����������������������������*��� ��

�� ; ����� ������ ��� ������� ������������*������������ ��������������� ������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 10: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 10

37

�� �� 3$����������

%������������������*��� �6

%������< ��$�������������������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal38

#$����������$��&����� ��4

. ����; σσσσa +���������������σσσσm +��������������� ������σσσσmax +��������� ��σσσσmin +������������∆σ∆σ∆σ∆σmax 7�������������������

' �����

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

39

7������������������������������������6

σσσσa = (σσσσmax- σσσσmin )/2

σσσσm = (σσσσmax + σσσσmin )/2

∆σ∆σ∆σ∆σ = = = = σσσσmax- σσσσmin

R= σσσσmin/ σσσσmax 7��������������������A= σσσσa/ σσσσm 7������������ �����

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal40

&����������� ����0 !��6�

a) &������ ��� ��������� ��� ��������������������6 05�� y �5 αααα

b) &����������� �����6 056 y �5�

c) &������ ���� ���������� � ��� !� �������������������������0 !�� ���� ���������!�0���� �!������������������ �������������������,�

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 11: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 11

41

�� ����3$��������������

+�� ������ ������ ��� ����������� ������ ���������� ��� ���� ������� � ��� ��������������� �� ����)�� ��� � ���������������� ��� ��������� �� � ������� ��"�����������������������

+�� ��� ������� <� ��� �������� �������������� ��� �� ���������� ��������*��� ����������������� ������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal42

%������< ������&�������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

43

%������< ������&����������������������������������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal44

%������< ������&�������������' �������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

Page 12: UT3-CV-P1- FATIGA P1-NORTON - daniel.fime.uanl.mx

UT3 TEORIA DE FATIGA 1A-PARTE-CARGA VARIABLE

Diseno de Maquinas

Posgrado: Ingenieria Mecatronica MC. Daniel Ramirez Villarreal 12

45

��������� �� �����"� �� �� ���������� �

���� �� ��� ��� ����!��� ��� ������ ������������ ��� ����������� !� ������ �� ��������� ��� ���� ����������� ���� ��� ����������6�

�� +���!����������' ����� +���!��������������� ������ +���!���������������������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal46

7������"��� ���������$��&��

+���� ���������� ��� ������ �� ������ ��� ������������������=���� ������������ !�������������� � ��� !� �� ��������� ������� ����������������'���1 �#��������'���1 �#�

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

47

> ������������ ��� � ��� ���*��� ��������� ������������������������������������!�������������������535�� ��������������.(�������? �

���� ������� ��� ������� ���� ������������������� ��� ����������������,/�(���� ������������ 106 ������ !�(�����20����� ��� 108 �������

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal48

%������? ���> ����������*��� ���&�������� ������� ����������� ���"����� ��� -$� 8966:���� ��� �������� ����������!� ������.

DiseDiseñño de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarrealo de Maquinas MC. Daniel Ramirez Villarreal

2A-P-CV-FAT