1. TEMA:

ESTUDIO DE FATI6A POR EL mTODO FEM EN EL SOFTWARE SOLIDWORKS.

2. OBJETIVOS:

2.1. OBJETIVO GENERAL:

2.1.1. Crear un anlisis de Fatiga por el mtodoFEM (Mtodo de Elementos Finitos)del elemento mecnico biela de un motor de combustin interna en cosmoswork.

2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS:

2.2.1. Definir el concepto de Fatiga.2.2.2. Definir curvas SN de Fatiga.2.2.3. Realizar un ensayo de Fatiga mediante el software COSMOSWORKS.2.2.4. Determinar los factores de seguridad, tanto del anlisis esttico como el anlisis de fatiga mediante el software.2.2.5. Determinar los pasos para realizar un anlisis de Fatiga.2.2.6. Asignar propiedades de material al modelo manualmente.2.2.7. Generar grficas de respuesta al fenmeno.2.2.8. Analizar los resultados de Fatiga.2.2.9. Crear un informe detallado del estudio con sus respectivos resultados.3. MATERIALES UTILIZADOS:

3.1. Software Solidworks + COSMOS.3.2. Ejercicios de aplicacin prctica.3.3. Computadora Personal.

4. MARCO TERICO:

Introduccin. 1

FATIGA.

En el estudio de los materiales en servicio, como componentes de rganos de mquinas o estructuras, debe tenerse en cuenta que las solicitaciones predominantes a que generalmente estn sometidos no resultan estticas ni cuasi estticas, muy por lo contrario en la mayora de los casos se encuentran afectados a cambios de tensiones, ya sean de traccin, compresin, flexin o torsin, que se repiten sistemticamente y que producen la rotura del material para valores de la misma considerablemente menores que las calculadas en ensayos estticos.Este tipo de rotura que necesariamente se produce en el tiempo, se denomina de fatiga aunque es comn identificarla como roturas por tensiones repetidas, tensiones que pueden actuar individualmente o combinadas.

Ensayo de fatiga.2

Un ensayo de fatiga es aquel en el que la pieza est sometida a esfuerzos variables en magnitud y sentido, que se repiten con cierta frecuencia.Muchos de los materiales, sobre todo los que se utilizan en la construccin de mquinas o estructuras, estn sometidos a esfuerzos variables que se repiten con frecuencia. Es el caso de los rboles de transmisin, los ejes, las ruedas, las bielas, los cojinetes, los muelles,...Cuando un material est sometido a esfuerzos que varan de magnitud y sentido continuamente, se rompe con cargas inferiores a las de rotura normal para un esfuerzo de tensin constante.

Si a un material se le aplican tensiones repetitivas (cclicas) de traccin, compresin, flexin, torsin, etc., comenzaremos por medir los valores de los esfuerzos a que estnsometidas las piezas

1 http://tq.educ.ar/grp0128/Ensayos/fatiga.htm2 http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/09/ensayo-de-fatiga-y-dureza.pdf El valor mximo de la tensin a que est sometida El valor mnimo de la tensin La diferencia entre el valor mximo y mnimo El valor medio (med)

CLASIFICACIN DE LOS ENSAYOS DE FATIGA.3

En general los ensayos de fatiga se clasifican por el espectro de carga- tiempo, pudiendo presentarse como:- Ensayos de fatiga de amplitud constante.- Ensayos de fatiga de amplitud variable.

Ensayos de fatiga de amplitud constante.

Los ensayos de amplitud constante evalan el comportamiento a la fatiga mediante ciclos predeterminados de carga o deformacin, generalmente senoidales o triangulares, de amplitud y frecuencia constantes.Son de ampliacin en ensayos de bajo como de alto nmero de ciclos, ponderan la capacidad de supervivencia o vida a la fatiga por el nmero de ciclos hasta la rotura (inicio y propagacin de la falla) y la resistencia a la fatiga por la amplitud de la tensin para un nmero de ciclos de rotura predeterminado.Es usual denominar como resistencia a la fatiga a la mxima tensin bajo la cual el material no rompe o aquella que corresponde a un nmero preestablecido de ciclos segn los metales o aleaciones.A este respecto la norma ASTM E define como lmite de fatiga a la tensin que corresponde a un nmero muy elevado de ciclos.

Ensayo de fatiga de amplitud variable.

En fatiga, cuando la amplitud del ciclo es variable, se evala el efecto del dao acumulado debido a la variacin de la amplitud del esfuerzo en el tiempo. Son ensayos de alto nmero de ciclos con control de carga, que segn el espectro de carga elegido sern ms o menos representativos de las condiciones de servicio.

Manifestacin y Proceso de Falla:

Un material sometido a tensiones repetidas o fluctuantes fallar a una tensin mucho ms baja que la necesaria para producir la fractura bajo carga constante. Es decir: la

3 http://www.ing.unlp.edu.ar/aeron/catedras/archivos/Fatiga.pdfaplicacin repetida de una tensin ocasiona el deterioro progresivo de un material, siendo que la misma tensin aplicada estticamente no tiene ningn efecto permanente. Este deterioro se manifiesta a travs de la formacin de fisuras en el material, que eventualmente pueden llevar a la rotura.

Cabe recalcar que la fatiga ocurre bajo toda clase de cargas y a tensiones tanto altas como bajas; pero este fenmeno solo afecta a las piezas cuando estn sometidas a solicitaciones repetidas de una cierta amplitud.

Describiremos el proceso que ocurre en los metales al estar sometidos a fatiga simple (la forma ms sencilla de fatiga), que tiene lugar bajo tensiones de traccin y compresin alternadas (siempre dentro del rango elstico) sobre miembros libres de discontinuidades. Su progreso puede explicarse de la siguiente manera: a los pocos ciclos de accin de la carga repetida comienzan a producirse cambios aislados en la estructura atmica en puntos dispersos del material; estos rpidamente comienzan a desarrollar fisuras submicroscpicas que crecen a media que los ciclos continan, hasta tener proporciones microscpicas y eventualmente llegan a ser visibles; finalmente, cuando la fisura llega a un tamao tal que debilita la pieza, se produce su rotura. Si bien no existe un cambio notable en la estructura del metal que fall por fatiga, en general, se puede dividir el proceso de evolucin de la falla en tres etapas denominadas: nucleacin (a), propagacin o crecimiento de la fisura (b y c) y rotura (d). 4

Evolucin de la falla.

Nucleacin (a): se produce en los metales cuando el nivel de tensin aplicada es menor que el lmite elstico esttico. Aparece una deformacin masiva generalizada, hasta que el metal endurece lo suficiente como para resistir la tensin aplicada (Acritud Total) en un punto determinado denominado Punto de Iniciacin. ste suele estar situado en zonas en donde los granos tienen mayor grado de libertad, en zonas de concentracin de tensiones como ser entallas, cantos vivos, rayas superficiales o bien en inclusiones y poros.

4 http://tq.educ.ar/grp0128/Ensayos/fatiga.htmPropagacin (b y c): abarca la mayor parte de la duracin del proceso fatiga y se extiende desde el momento en que se produjo el endurecimiento por deformacin generalizada (acritud total) hasta la formacin de una grieta visible.

Rotura (d): es la propagacin de la grieta hasta que es lo suficientemente grande como para producir la rotura.

La superficie de la fractura tiene dos zonas caractersticas:

a) Zona Lisa: aparece debido al roce por la propagacin de la grieta a travs de la seccin.Esta propagacin, para el caso de procesos de carga en servicio, se indica con una serie demarcas anulares (llamadas lneas de parada o de reposo, similares a las marcas que dejan las olas sobre la playa), que se generan a partir del Punto de Nucleacin (punto de concentracin de tensiones). A su vez, podemos distinguir:Marcas de Playa: se forman en el frente de la fisura al producirse un reposo en el funcionamiento de la pieza. Consecuentemente no aparecern en el caso de probetas, que generalmente se ensayan sin interrupcin.Lneas Radiales: a veces las fisuras que se generan en la superficie (que es el lugar ms frecuente) progresan segn frentes a niveles levemente escalonados; en un dado momento de su desarrollo, sin embargo, coalescen quedando estas lneas radiales como huellas de las diferencias de nivel iniciales.

b) Zona Rugosa: Aparece al romper la pieza por disminucin de la seccin efectiva sana ante el mismo valor de carga actuante. La rotura final, contrariamente a la zona con marcas de playa que es lisa y suave, presenta una superficie fibrosa y de relieve muy accidentado. Se trata de la zona remanente sana, demasiado pequea para aguantar un ciclo mas de solicitacin, que termina rompindose frgilmente.

Anlisis del origen de las Fallas por Fatiga.

Primero nos ocuparemos del dao al material que resulta solo de la repeticin de la carga.

Estudiaremos primero los efectos de la fatiga simple. Cuando hayamos entendido sus mecanismos, los efectos de concentracin de tensiones y deformaciones plsticas pueden ser estudiados como extensin de estos mecanismos.

La mayora de las fisuras de fatiga comienzan en discontinuidades visibles, que actan como multiplicadores de tensiones, como ser: orificios, empalmes, chaveteros y discontinuidades microscpicas tales como inclusiones, rechupes, defectos de fabricacin, etc.

Curva S-N

Estas curvas se obtienen a travs de una serie de ensayos donde una probeta del material se somete a tensiones cclicas con una amplitud mxima relativamente grande (aproximadamente 2/3 de la resistencia esttica a traccin). Se cuentan los ciclos hasta rotura.Este procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes mximas decrecientes.Los resultados se representan en un diagrama de tensin, S, frente al logaritmo del nmero N de ciclos hasta la rotura para cada una de las probetas.Los valores de S se toman normalmente como amplitudes de la tensin .

Se pueden obtener dos tipos de curvas S-N. A mayor tensin, menor nmero de ciclos hasta rotura.En algunas aleaciones frreas y en aleaciones de titanio, la curva S-N se hace horizontal para valores grandes de N, es decir, existe una tensin lmite, denominada lmite de fatiga, por debajo del cual la rotura por fatiga no ocurrir.5

5 http://es.wikipedia.org/wiki/Fatiga_de_materialesDEFINICIONES.6

Lmite de resistencia

Al reducirse la tensin alterna, es probable que sean necesarios ms ciclos de tensin para que el material presente un fallo por fatiga. El lmite de resistencia es la tensin alterna mayor que no tiene como resultado un fallo por fatiga. En otras palabras, si la tensin alterna es igual o menor que el lmite de resistencia, la cantidad de ciclos de tensin que causan fallo se hace muy grande (prcticamente infinita). El lmite de resistencia se define generalmente para las tensiones alternas con media en cero. El lmite de resistencia tambin se denomina lmite de fatiga. Algunos metales no tienen un lmite de resistencia cuantificable.

Tensin alterna

6 http://www.ing.unlp.edu.ar/aeron/catedras/archivos/Fatiga.pdfLa tensin alterna se define como:

(mmx. - mmn.)/2

Donde mmx. y mmn. son las tensiones mxima y mnima respectivamente.

Intervalo de tensin

Tensin = (mmx. - mmn.)

Tensin media

Tensin media = Sm = (mmx. + mmn.)/2

Correccin de la tensin media

Coeficiente de tensin

Coeficiente de tensin = mmn./mmx.

Ciclo de fatiga

El ciclo de fatiga, a un nivel de tensin alterna y media dados, es la cantidad de ciclos requerida para causar fallo por fatiga.

Resistencia a la fatigaLa tensin en la que se produce el fallo por fatiga despus de una cantidad de ciclos de carga dada.

Correccin de tensin media7

La amplitud de la tensin media para un ciclo de tensin se calcula como la mitad del intervalo de tensiones del ciclo.La cantidad de dao causada por el ciclo de tensin depende no solamente de la tensinalterna sino tambin de la tensin media.Por ejemplo, los dos ciclos siguientes tienen la misma tensin alterna pero debido a que tienen tensiones medias diferentes, causan cantidades de dao diferentes.

El efecto de las tensiones medias en los ciclos para ocasionar fallos se ilustra en el siguiente diagrama, llamado diagrama de Haigh.

7 http://materias.fi.uba.ar/6716/Fatiga_1_El.pdfLa tensin media es cero slo cuando la carga es totalmente reversible. El caso ms directo se produce cuando se proporciona una curva S-N con la misma relacin-R que la de la carga. En este caso, la curva S-N se utiliza directamente ya que no es necesaria ninguna correccin. Si define las curvas S-N con factores-R diferentes, el software explica la tensin mxima por medio de la interpolacin lineal entre las curvas. Si slo se proporciona una curva S-N con una relacin-R que es diferente de la relacin-R de la carga, es necesaria una correccin.

Para explicar los mtodos de correccin, permtanos definir las variables siguientes para un ciclo de tensin:

Smax. = tensin mxima

Smin. = tensin mnima

S = intervalo de tensin = Smax.- Smin.

Sa = tensin alterna = (Smax - Smin.)/2

Smean = tensin media = (Smax. + Smin.)/2

R = Factor de tensin = Smin./Smax.

A = relacin de amplitud = Sa/Smean

Los factores de tensin y de amplitud se encuentran listados para algunas cargas comunes:

Tipo de cargaFactores de tensin y amplitud

Totalmente reversibleR = -1, A = infinito

Cero a mximoR = O, A = 1

Cero a mnimoR = infinito, A=-1

Mtodos de correccin 8

En el siguiente caso:

Sca = la tensin alterna corregida (basada en la media cero.),

8 http://tq.educ.ar/grpO128/Ensayos/fatiga.htmSy = lmite elstico y

Su = lmite de ruptura

El software ofrece los mtodos siguientes para calcular Sca:

MtodoEcuacin

1. Mtodo de Goodman, generalmenteadecuado para losmateriales frgiles

2. Mtodo de Gerber, generalmenteadecuado para losmateriales dctiles

3. Mtodo de Soderberg, generalmente el ms conservador

Tanto en el caso de los sucesos de amplitud variable como en los de amplitud constante, el software calcula la tensin media, adems de la tensin alterna de cada ciclo, y a continuacin evala la tensin corregida utilizando el criterio especificado.

Mtodo Rainflow para conteo de ciclos

El Mtodo Rainflow para conteo de ciclos extrae la composicin de historial de carga de amplitud variable. El software implementa el mtodo de la siguiente manera:

1. Extraiga picos y valles del historial de carga.

2. Equipara las amplitudes del primer punto de datos y del ltimo anexando un punto de datos si fuera necesario.

3. Detecta el pico ms alto y reorganiza los datos de tal manera que el pico ms alto se transforma en el primer y ltimo punto.

4. Inicia el conteo de los picos de la siguiente manera:

a.Considere los primeros cuatro picos y valles (1, 2, 3 y 4). Se cuenta un ciclo Rainflow si el segundo segmento es verticalmente ms corto que el primer segmento y que el tercero (es decir, b es ms pequeo que a y c).

b. Si se cuenta un ciclo, el programa inicia desde el principio del registro ignorando los picos que ya fueron contados. Si no se cuenta ningn pico, el programa comprueba el conjunto de picos siguiente (los picos 2, 3, 4 y 5) y el proceso contina. Al final, cada pico y cada valle corresponden a un ciclo Rainflow.c. Ignora y carga los ciclos que estn por debajo del porcentaje especificado enlas propiedades del estudio.d. Divide los intervalos de tensin alterna y media en el nmero de celdas especificado en las propiedades del estudio. Puede ver los resultados en el Cuadro matriz Rainflow.

5. PROCEDIMIENTO:

5.1. Obtener un modelo de la pieza a ser objeto de estudio.

5.2.Abrimos el software Solidworks: Vamos al Men Inicio de Windows > Todos los programas > Solidworks 2011.

REALIZACIN DE LA PIEZA.

5.3. Dibujamos el croquis mostrado a continuacin.

5.4.Procedemos a extruir el croquis en dos direcciones (7mm a cada lado), seleccionando los contornos mostrados en la imagen.

S.S.Cambiamos la vista de la pieza a la cara frontal como se muestra en la siguiente figura e insertamos un croquis sobre dicha cara.

S.6. Dibujamos el siguiente croquis sobre la cara seleccionada.

S.7. Agregamos un redondeo con Smm de radio a las cuatro esquinas delrectngulo.

5.8. Sin cerrar el croquis, seleccionamos la operacin Extruir-Corte con unaprofundidad de 5mm.

5.9.Insertamos un croquis en la cara frontal y realizamos el siguiente dibujo, insertando un crculo, convirtiendo entidades de la pieza y dndole una relacin de tangencia al crculo externo con los arcos tres puntos.

5.10. Seleccionamos los contornos mostrados en la imagen y procedemos a extruir a5mm.

5.11. Realizamos la misma accin para el circulo superior, tomando en cuenta que los dos crculos que se dibujan sobre este son concntricos, y que el de mayor dimetro debe ser coradial con el radio de la parte superior de la pieza, como se muestra en la imagen, una vez dibujado el croquis procedemos a extruir 5mm.

5.12. Agregamos un redondeo de 4mm a las aristas mostradas en la imagen.

5.13. Agregamos un redondeo de 2mm a las aristas mostradas en esta imagen.

5.14. Procedemos a aplicar simetra de operaciones con respecto al plano Alzado, y seleccionando todas las operaciones anteriormente realizadas, con lo cual obtenemos el siguiente resultado.

5.15. Por ultimo insertamos un croquis en cualquiera de las dos caras planas inferiores y dibujamos un crculo con acotaciones como muestra la imagen, y aplicamos simetra de croquis con respecto a la lnea constructiva.

5.16. Sin cerrar el croquis, seleccionamos Extruir corte Por todo como se muestra en la imagen.

5.17. Una vez terminada la biela debe tener el siguiente aspecto:

Para crear el anlisis de fatiga, se debe tener sucesos anteriores de los cuales partir para que se ejecute el estudio de fatiga.

Introduccin al Anlisis esttico.

Una vez dibujada la pieza, se someter a las condiciones de trabajo a las que se enfrentara mientras el motor est trabajando. Para realizar dicho procedimiento se requiere que se lea con atencin cada paso indicado a continuacin.

Clculos preliminares.

Antes de comenzar a resolver en anlisis debemos tomar en cuenta las consideraciones de trabajo a las que se somete el motor.

Sabemos que un motor con una cilindrada como la del diseo al que aplicaremos usualmente presenta una potencia de 44.74kW (60 hp) a 9000 rpm, con lo cual podemos obtener el Par mximo de la siguiente manera:

Una vez obtenido el torque se procede a determinar las cargas F1 que sera en el peor de los casos, es decir, si se llegara a realizar una preignicin, ya que la carga sera completamente axial.

Adems se calculo la carga F2 cundo el pistn se encuentra a la mitad de la carrera.

Haciendo el anlisis del mecanismo para dicha posicin obtenemos un ngulo entre la biela y el cigeal de 75.52, por lo tanto.

A continuacin se muestran los pasos para la realizacin del anlisis esttico de F2.

ANLISIS ESTTICO.

5.18. Hacemos clic en Simulation, en el men principal de SolidWorks en laparte superior de la pantalla.

5.19. Damos clic en asesor de estudios y elegimos nuevo estudio.

5.20. En Nombre, escribimos algn ttulo con lo cual identificaremos el estudio que procedemos a realizarAnlisis de F2.

En Tipo, seleccione Esttico y Aceptamos.

Asignacin de materiales

5.21. En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga clic con el botn derecho del ratn en la carpeta Biela (Nombre de la pieza) y haga clic en Aplicar/ Editar material.

5.22. Aparece el cuadro de dilogo Material, donde escogemos de la lista el material con el que queremos que se realice el estudio. En nuestro caso utilizaremos el material de Aleacin de aluminio 2024-0 con sus respectivas propiedades mecnicas y fsicas que se muestran al lado derecho del cuadro de dialogo.

5.23. Haga clic en Aplicar y Cerrar.

5.24. El material se asigna a la pieza y aparece una marca de verificacin al lado del icono de la pieza. Observe que el nombre del material asignado aparece al lado del nombre de la pieza.

Aplicacin de restricciones

5.25. Click derecho en Sujeciones y seleccionamos Geometra fija.

5.26. Se habilita un cuadro de dialogo, donde seleccionamos la pestaa Tipo.

5.27. Mas abajo en Estndar seleccionamos Geometra fija.

5.28. Adems seleccionamosen las reas donde hacen contacto los pernos y donde se desea que mantenga la restriccin y aceptamos.

5.29. Ahora aadimos una sujecin seleccionando la opcin Bisagra Fija y seleccionando el rea en que la biela hace contacto con el cigeal.

Aplicacin de cargas

5.30. En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga clic con el botn derecho del ratn en la carpeta Cargas externas y seleccione Fuerza.

5.31. Aparece el Property Manager Fuerza/Torsin y para aplicar la F2y se seleccionar la cara que hace contacto con el pistn, en seguida se activa la opcin Direccin Seleccionada y en el Feautre Manager se selecciona el plano Planta. Por ltimo se escribe el valor de la Fuerza (1140.33N) y si es necesario, se activa la casilla invertir direccin para que la fuerza quede hacia abajo (como muestran las flechas moradas en el rea de aplicacin de la carga).

5.32. Para agregar la carga F2x (294.48N) se repiten los pasos anteriores, pero con las variaciones indicadas en la siguiente imagen:

Mallado del modelo y ejecucin de resultados.

5.33. En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con el botn derecho del ratn en el icono Malla y seleccione Crear malla.

5.34. Expanda Opciones.Seleccione (Ejecutar [solucionar] el anlisis).

5.35. Haga clic en aceptar.

5.36. Al presionar aceptar se empieza a ejecutar el mallado.

5.37. Siguiente se ejecuta el solucionador de resultados.

5.38. Termina de cargarse la barra y se ejecuta los resultados.

5.39. Una vez completada, se muestran en el Feature Manager los resultados obtenidos, los cuales se pueden observar haciendo doble clic sobre ellos.En esta imagen se muestran los tres resultados obtenidos por default al realizar unestudio esttico, a continuacin se muestran las imgenes de los resultados obtenidos en cada uno.

5.40. Para obtener los Factores de seguridad en la pieza se selecciona la opcin Factor de seguridad en el submen Nuevo trazado del men de Resultados en el administrador de comandos.

5.41. Al realizar esta operacin, aparecer en el Feature Manager otra pestaa indicando el resultado del anlisis de Factores de seguridad.

Nota:Adems podemos ver sugerencias del software para aplicar el estudio de fatiga con el siguiente asistente.

5.42. Clic derecho en la carpeta Resultados, De/inir trazado de comprobacin deFatiga.

5.43. Bajamos con la barra deslizadora verticalmente y vemos un singular foco de color y un mensaje ms abajo, est es una sugerencia del software hacia nuestro estudio de fatiga.

5.44. Como se observo en el mensaje, se sugiere no realizar los clculos de fatiga por tensiones muy pequeas, de todas formas, realizamos el anlisis de fatiga.

ANLISIS DE FATIGA

Para realizar un anlisis de Fatiga en SolidWorks, primeramente es necesario haber realizado un anlisis esttico, el cual se usara como un suceso o evento al realizar el anlisis. A continuacin se muestra un anlisis de fatiga a la biela con la que anteriormente hemos estado trabajando.

5.45. Creamos un nuevo estudio Damos clic en Asesor de estudio y elegimos Nuevo estudio.

5.46. En Nombre, escribimos algn ttulo con lo cual identificaremos el estudio que procedemos a realizarEstudio 1.

5.47. En Tipo, seleccione Fatiga y Aceptamos.

5.48. SolidWorks Simulation crea un rbol de estudio de Simulation, situado bajo el rbol de diseo de FeatureManager.

5.49. Para agregar un suceso, clic derecho en la carpeta Carga y se seleccionaAgregar sucesocomo se muestra en la imagen.

5.50. A continuacin, se muestra el siguiente men en el Feature Manager:Para este ejemplo, se establecen 1000 ciclos para comprobar el dao y los ciclos de vida restantes despus de mil ciclos de uso de la biela.5.51. En tipo de Carga seleccionamos con base en 0 ya que la carga va desde 1140 a compresin, hasta 0.

5.52. Aceptamos y tenemos cargado el suceso en la carpeta Cargas.

5.53. Ahora le damos el material para realizar el estudio, En el siguiente men en el Feature Manager, clic derecho en Biela (Nombre de la pieza), seleccionamos Aplicar/Editar datos de fatiga.

5.54. A continuacin se muestra el siguiente men, en el cual se seleccionan las opciones que se muestran subrayadas:

5.55. Haga clic en Aplicar y Cerrar.

5.56. Una vez agregado el suceso y la curva SN del material, presionamos el botnEjecutar en el administrador de comandos.

5.57. Se ejecuta un cuadro de dialogo del solucionador de resultados.

5.58. Solidworks realice los clculos necesarios para mostrar el dao y la vida despus del nmero de ciclos a las cargas indicadas. Lo cual nos genera los siguientes resultados:

Como podemos ver, para dichas cargas y numero de ciclos, el dao por fatiga es mnimo, y como nos lo muestra la segunda imagen, la vida mnima de la pieza sera de un milln de ciclos ms.

5.59. Adems de los dos tipos de resultados que nos da el software por defecto, existen dos tipos de resultados ms que se pueden agregar con la condicin de que el estudio de fatiga sea con cargas de fatiga simple.5.60. Damos clic derecho en Resultados, Definir trazado de fatiga.

5.61. Se despliega una lista de las cuatro siguientes opciones de resultados para fatiga.

5.62. Seleccionar el parmetro requerido en este caso Factor de carga, aceptamos y se agrega el nuevo resultado a la carpeta Resultados:

5.63. Para poder notar los efectos que causa la fatiga sobre la pieza se ha decidido incrementar los esfuerzos multiplicndolos por 100, al igual que el nmero de ciclos, obteniendo los siguientes resultados:

Creacin de un informe

5.64. Haga clic en Simulation (Simulacin), Report (Informe) en el men principal deSolidWorks en la parte superior de la pantalla.

5.65. Aparece el cuadro de dilogo Opciones de in/orme.

5.66. La seccin Configuracin de formato de informe le permite seleccionar un estilo de informe y elegirlas secciones que se incluirn en el informe generado. Puede excluir algunas de las secciones movindolas del campo Secciones incluidas al campo Disponible.

5.67. Es posible personalizar cada seccin delinforme. Por ejemplo, seleccione la seccinPortada en Secciones incluidas y complete los camposNombre, logotipo, Autor y Empresa.

5.68. Damos en Aplicar y luego en publicar.

5.69. Inmediatamente se crea un informe detallado en formato .doc (Word).

6. CONCLUSIONES:

6.1.La fatiga es la principal causa de fractura de piezas de mquinas empleadas principalmente en los sectores automotrices y metalmecnico, de all la importancia de conocerla y saber como prevenirla.

6.2.Es necesario considerar la rotura por fatiga en aquellas piezas donde las caras aplicadas varan con el tiempo.

6.3.Resulta indispensable conocer la forma de disminuir los efectos de este tipo de falla, determinando la resistencia de los materiales y los esfuerzos o cargas mximas permitidas para cada cual, se recomienda en general: Reducir/eliminar cargas cclicas. Reducir operaciones. Usar velocidades de rotacin menores. Remplazar piezas de forma regular. Seleccionar materiales tolerantes a cargas cclicas.Reducir/eliminar concentraciones de tensiones severas y no permitir esquinas vivas o cambios de seccin bruscos.

Especificar procesos de fabricacin que den resistencia a la fatiga como el trabajo en fro, granallado. Especifican tratamientos trmicos que aumenten la resistencia a fatiga comoNitridacin y Carburizacin. Sobredimensionar las piezas para reducir niveles de tensin.

6.4.Es sabido que un material sometido a tensiones repetidas o fluctuantes fallar a una tensin mucho ms baja que la necesaria para producir la fractura con una sola aplicacin de carga. Esto se debe a la Fatiga que se produce principalmente tres efectos: prdida de resistencia, prdida de ductilidad, y aumento en la incertidumbre en cuanto a la resistencia y a la duracin (vida en servicio) del material.

6.5.La accin de la Fatiga se puede observar en diferentes piezas, pero sobre todo en partes mviles como ser: componentes de mquinas rotativas (estn sujetos a tensiones alternas); resortes (son deformados en cantidades variables); alas de aeronaves (estn sometidas a cargas repetidas de rfagas); neumticos (son deformados repetidamente con cada revolucin de la rueda); etc., y afecta a componentes elementales como un tornillo hasta el transbordador especial.

7. RECOMENDACIONES:

7.1. Se necesita realizar un estudio esttico antes de realizar uno de fatiga.

7.2. Los parmetros deben estar correctamente definidos para que el ensayo no falle.

7.3.Es necesario tener varios sucesos ya que son indispensables en este estudio para observar los cambios que se dan en el proceso de estudio de fatiga.

7.4. Se debe analizar cada estudio para observar los cambios y resultados obtenidos.

7.5. Se debe mostrar cada resultado para observar su respectiva animacin.

8. BIBLIOGRAFA:

8.1. http://es.wikipedia.org/wiki/Fatiga_de_materiales8.2.http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/09/ensayo-de-fatiga- y-dureza.pdf8.3. http://materias.fi.uba.ar/6716/Fatiga_1_El.pdf8.4. http://tq.educ.ar/grp0128/Ensayos/fatiga.htm8.5. http://globalsite.solidworks.com/mexico/files/385511_EDU_Trifold_ESP.pdf

8.6. http://www.ing.unlp.edu.ar/aeron/catedras/archivos/Fatiga.pdf8.7. http://www.gef.es/Congresos/21/PDF/7-16.pdf8.8. http://www.axelalconchel.info/Novedades_Version_SolidWorks_2010.pdf