Ensayo resistencia de los materiales

1. Daniel José Ledezma
Expediente: III-133-00830
El fenómeno de la fatiga de los materiales es uno de los más estudiados en la ingeniería
mecánica. Se ha escrito mucho acerca de este tópico como puede observarse. Por ende La
fatiga, es la causa del ochenta por ciento de las fallas en maquinarias; los elementos
mecánicos trabajan, en su mayoría, bajo condiciones de fatiga, como ejemplo pueden
citarse: los peldaños de una escalera metálica, las estructuras de los parques donde ejercitan
los deportistas, los aparatos de un parque infantil, los ejes de diversas máquinas
industriales: moledoras, trituradoras, elevadoras, los aviones, los automóviles, los sistemas
de izado de carga en los puertos, entre otros.
Por ello la fatiga de materiales es una reducción gradual de la capacidad de carga del
componente, por la ruptura lenta de ese material, consecuencia del avance casi infinitesimal
de las fisuras que se forman en su interior. Aunque es un fenómeno que, sin definición
formal era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta
la revolución industrial, cuando, a mediados del siglo XIX se comenzaron a producir las
fuerzas necesarias para provocar la rotura de los materiales con cargas dinámicas muy
inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el
diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para los
que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos. Como ya se ha indicado, la
resistencia a fatiga de los materiales se ve muy afectada por aquellas zonas o partes del
material donde se produzcan concentraciones de tensiones. Para ello es utilizada La curva
s-n, también llamada curva de Wöhler, se obtienen a través de una serie de ensayos donde
una probeta del material se somete a tensiones cíclicas con una amplitud máxima
relativamente grande (aproximadamente 2/3 de la resistencia estática a tracción). Se
cuentan los ciclos hasta rotura. Este procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes
máximas decrecientes para así poder establecer el límite de resistencia a la fatiga de tal
material. Siendo la fatiga de un material su capacidad de resistir cargas de fatiga. Existen
factores que modifican la resistencia a la fatiga, algunos de ellos son:
a) Estado superficial
b) Tamaño de la pieza
c) Variabilidad en los procesos de manufactura
d) Temperatura
e) Efectos varios (corrosión, esfuerzos residuales y otros)
f) Tipo de carga (g) Concentradores de esfuerzos
Para finalizar es importante resaltar los grandes aportes de Soderberg, Goodman y Gerber.
El “Criterio de Soderberg” o “Línea de Soderberg”, la teoría de Soderberg establece que la

2. pieza analizada resistirá en el punto de interés, siempre que se cumpla cierta condición. La
aplicación de esta teoría se utiliza para el análisis de la resistencia de las piezas sometidas a
tensiones fluctuantes con componentes de tensión media positiva. El criterio de Goodman
es utilizado para el análisis de la resistencia de piezas sometidas a tensiones fluctuantes con
componente de tensión media positiva. Finalmente el Criterio de Gerber es utilizado para el
análisis de la resistencia de piezas sometidas a tensiones fluctuantes con componente de
tensión media positiva. Basándose en los valores de tensión media y alternante en el punto
analizado y establece que la pieza resistirá en el punto analizado.