fundamentos-mecanica-fractura

1. CONTENIDO
Capitulo 1.- INTRODUCCIÓN A LA MECANICA DE FRACTURA
Capitulo 2 - MECANICA DE FRACTURA LINEAL-ELASTICA
Capitulo 3- EL CRITERIO DE ENERGIA Y LA TENACIDAD A LA
FRACTURA
Capitulo 4 - MECANICA DE FRACTURA ELASTOPLASTICA
Capitulo 5- RESISTENCIA A LA FRACTURA
Capitulo 6- PREDICCION DE VIDA Y ANALISIS DE INTEGRIDAD
Capitulo 7- PRESENTACION DE TRABAJO FINAL DEL MODULO
Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz

2. BASE DE LA MECÁNICA DE FRACTURA
Capitulo 2 - MECANICA DE FRACTURA LINEAL-ELASTICA
(LEFM, Linear-Elastic Fracture Mechanics)
Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz
2.1.-INTRODUCCION
Los materiales de uso en ingeniería presentan pequeños defectos o
imperfecciones en su interior como consecuencia del proceso de fabricación o
del propio material
En algunos casos estos defectos crecen en forma de grietas debido a la fatiga,
corrosión, cargas súbitas, etc.,
Pudiéndose producir el fallo a tensiones por debajo de aquellas para las que la
estructura ha sido diseñada.

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2.2.- Criterio de Griffth
El primer intento significativo para analizar matemáticamente el fenómeno de
fractura fue llevado por Griffth
Para determinar el esfuerzo de fractura en materiales frágiles
Griffith propuso que la energía elástica se convierta en energía de superficie de
fractura haciendo crecer la grieta
Energía Potencial Almacenada
Donde
σ= esfuerzo de la placa
a=tamaño de la grieta
E=modulo de Young

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Cambio de Energía Donde
ys= Energía de superficie
a=tamaño de la grieta
Rapidez de creación de energía de superficie

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Ecuación del Esfuerzo de Fractura de Griffth
Ecuación del Esfuerzo de Fractura de Orawan e Irwin
Donde
ερ= Energía necesaria
Ejemplo de aplicación de la ecuación del esfuerzo de Fractura de Griffth

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2.3.-Factor de intensidad de esfuerzos
Desplazamientos relativos de las Superficies de Fractura de
un cuerpo
Se muestra tres modos básico de desplazamiento de las
superficies de fractura de una grieta
Modo I: Abertura Tensil
Es la abertura de la grieta en dirección
perpendicular al plano de fractura

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Modo II: Corte deslizante
Se refiere al desplazamiento de las superficies en
sentidos opuestos pero en la dirección de avance
de la grieta

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Modo II: Corte Cizallante
Se refiere al desplazamiento fuera del plano en
dirección perpendicular a la dirección de avance

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Factor intensidad de esfuerzos
En la región de la punta de una grieta
Ejemplo de aplicación de la ecuación de Factor intensidad de esfuerzos
Es el parámetro mas significativo de la mecánica de fractura
Cuando el factor de intensidad de tensiones supera un valor
crítico (propiedad del material), las grietas se propagan

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Criterio de fractura expresado en términos de K
Dentro de la mecánica de fractura
La grieta se extiende cuando el factor de intensidad de esfuerzo K
alcanza un valor crítico,
Kc. Este valor crítico Kc se conoce como dureza
Vidrio=1MPa (m)^1/2
Acero=100 MPa (m)^1/2

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Tenacidad de fractura - Kc

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18. Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz

19. Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz
Tipos de falla en estructura de acero

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21. Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz

22. Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz

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Prueba de Impacto – ”Ensayo Charpy”

25. Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz
Prueba de Impacto – ”Ensayo Charpy”

26. Docente: M.Sc. Ing. Jimmy Villca Sainz
Prueba de Impacto – ”Ensayo Charpy”