Influencia de la longitud de iniciación en las predicciones de vida a fatiga por fretting

Abstract

En fatiga se suelen distinguir dos fases en el proceso de desarrollo de una grieta: iniciación y propagación. Para la determinación de la vida a fatiga de un elemento existen numerosos modelos que combinan ambas fases, determinando la vida total como la suma de los números de ciclos ocupados en iniciación, Ni, y en propagación, Np. Para la aplicación de estos modelos es necesario definir la longitud de la grieta en el instante en que se considera que termina la iniciación y comienza la propagación: longitud de iniciación, ai. Generalmente esta longitud se suele definir a priori, ya sea en función del tamaño de grieta más pequeño detectable, de cómo esté definida la curva S-N, escogiendo la longitud de iniciación que mejor ajuste los resultados experimentales, etc. El objetivo de este artículo es analizar la influencia de dicha longitud de iniciación sobre la vida a fatiga estimada. Para definir el número de ciclos necesario para iniciar una grieta de longitud ai, el modelo utilizado emplea una curva S-Ni obtenida a partir de una curva S-N a la que se le resta el número de ciclos de propagación desde la longitud de iniciación definida. Este modelo se aplica a un conjunto de resultados experimentales de fatiga por fretting obtenidos con contacto esférico.

Two different phases are usually distinguished in the crack growth process: initiation and propagation. Numerous models for the determination of fatigue life exist that combine both phases, determining total life as the sum of the number of cycles spent in initiation, Ni, and propagation, Np. In order to apply these models it is necessary to define the crack length where it is considered that initiation finishes and propagation begins: the initiation length, ai. This length is usually defined a priori as a function of the size of the smallest detectable crack, how the S-N curve is defined, choosing the value that better fits the experimental results, etc. The objective of this paper is to analyze the influence of such initiation length over the estimated fatigue life. The model used calculates the initiation phase from an S-N curve where the propagation cycles from the defined initiation length have been subtracted. This model is applied to a group of fretting fatigue tests with spherical contact.