Efecto del modelo geométrico en la predicción de vida a fatiga por fretting

Abstract

Este trabajo estudia la influencia que tiene en la estimación de la vida a fatiga por fretting el tipo de geometría utilizada para calcular los estados de tensiones/deformaciones producido en un par de contacto cilindro-plano. Además, en este trabajo se analiza el efecto que tiene la forma de la grieta en las predicciones a fatiga por fretting. El cálculo de los estados de tensiones/deformaciones se realiza mediante una serie de modelos de elementos finitos que simulan tres tipos de comportamiento: tensión y deformación plana (geometrías 2D) y 3D. Con cada uno de estos modelos se obtiene una vida de iniciación además de una evolución distinta para el factor de intensidad de tensiones (FIT) (el cual se calcula mediante el método de las funciones de peso) y por lo tanto una estimación de vida a fatiga por fretting distinta. Los resultados obtenidos con cada uno de las distintos modelos se comparan entre si además de con la vida experimental obtenida en una serie de ensayos.

This paper analyses the influence on the fretting fatigue life predictions of the type of geometry used for obtaining the stress/strain fields produced in a cylindrical contact. Also, this work takes into account the effect produced in the fretting fatigue predictions by the fatigue crack shape. The strain/stress fields are calculated using a series of finite elements models which consider three types of behaviour: plane stress, plane strain (2D geometries) and 3D. Each of these models gives a different crack initiation phase and also a different evolution of the stress intensity factor (SIF) (which is calculated by means of the weight function method) and therefore a different fretting fatigue life prediction. Finally, the lives obtained with the numerical models are compared with the experimental lives.