Un modelo general σm-R-N que incluye el efecto de la relación de tensiones

• E. Castillo E. ^[2] ; A. Fernández Canteli ^[1]
  1. [1] Universidad de Oviedo

     Universidad de Oviedo

     Oviedo, España

     
  2. [2] Real Academia de Ingeniería y Real Academia de Ciencias de España
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 3 (comunicaciones 5th Iberian Conference on Structural Integrity), 2022, págs. 89-94
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Dos nuevos paradigmas permiten el desarrollo de un modelo probabilístico general S-N que incluye el efecto de la relación de tensiones, R, sobre los resultados de fatiga. El primero es el reconocimiento de la tensión máxima σM como la variable de referencia que gobierna el mecanismo de crecimiento de grieta por fatiga y que, por tanto, define el umbral de la condición de iniciación. Esto propicia la consideración de σM como la variable primaria a la que se refieren las vidas en fatiga, mientras que R actuaría como la variable secundaria. El segundo propugna, de acuerdo con lo anterior, la unicidad del límite de fatiga independientemente de R. Junto a esos dos principios, la condición de compatibilidad cruzada entre ambas distribuciones F (N;σM,R) y F (σM;N,R), permite establecer una ecuación funcional cuya solución proporciona la solución analítica tridimensional del campo σM-N-R caracterizado por el límite de fatiga único. La evaluación conjunta de todos los resultados, independientemente del valor R, reduce el número de parámetros intervinientes y garantiza una mayor fiabilidad en la evaluación del modelo S-N. La variable de normalización, V, representa un estado de daño acumulado y, como tal, permite predecir el fallo de componentes por fatiga bajo carga variable. La aplicación del nuevo modelo a los resultados de una campaña experimental de fatiga realizada sobre un acero P355NL1 certifica su validez.

  • English

    Two new paradigms allow the development of a general probabilistic S-N model that includes the effect of the stress ratio, R, on the fatigue results. The first one is the recognition of the maximum stress σM as the reference variable that governs the fatigue crack growth mechanism and, therefore, defines the threshold of the initiation condition. This favours the consideration of σM as the primary variable to which fatigue lives are referred to while R would act as the secondary variable. The second advocates, in accordance with the above, the uniqueness of the fatigue limit regardless of R. Together with these two principles, the cross-compatibility condition between both distributions F (N;σM,R) and F (σM;N,R ), allows a functional equation to be established whose solution provides the three-dimensional analytical solution of the σM-N-R field characterized by the common fatigue limit. The joint evaluation of all the results, regardless of the R value, reduces the number of intervening parameters and ensures greater reliability in the evaluation of the S-N model. The normalization variable, V, represents a state of accumulated damage and, as such, allows the failure of components due to fatigue under variable load to be predicted. The application of the new model to the results of an experimental fatigue campaign carried out on a P355NL1 steel confirms its validity.