Predicciones de límites de fatiga biaxiales en componentes entallados usando la dirección de grieta experimental

Abstract

Se han usado varios modelos propuestos en la literatura para predecir el límite de fatiga de componentes con entallas sometidos a carga cíclica biaxial. Las predicciones de estos modelos se basan en las tensiones elásticas a lo largo de una línea considerada representativa de la dirección de la grieta. La línea utilizada en los modelos cambia considerablemente, siendo para un modelo la dirección del Modo I, para otro la dirección del Modo II y para otros dos una dirección mixta Modo I-II, a pesar de que, evidentemente, la dirección experimental de la grieta es única. En los últimos años se ha realizado un estudio experimental de direcciones de grieta en probetas cilíndricas con agujero circular de tres materiales sometidas a carga cíclica axial, torsional y biaxial en fase, obteniéndose direcciones similares para los tres materiales y cercanas al Modo I. Los modelos analizados dan, en general, buenas predicciones, aunque utilizan direcciones completamente diferentes entre sí y a las experimentales. Las predicciones de los modelos utilizando, de manera forzada, las direcciones experimentales medidas son buenas en la mayoría de los casos, lo que revela una sorprendente insensibilidad de dichos modelos a las hipótesis principales en que se basan sus propias formulaciones.

Several models from the literature were used to predict the fatigue limit in notched components subjected to biaxial cyclic loading. The predictions of these models are based on the elastic stresses along a line, which is considered to be representative of the crack direction. The line used in the models changes considerably, being for one model the direction of Mode I, for another the direction of Mode II and for two others a mixed direction Mode I-II, despite the fact that, evidently, the experimental direction of the crack is unique. In recent years, a study of experimental crack directions for three materials has been carried out in cylindrical specimens with a circular hole subjected to cyclic axial, torsional and in-phase biaxial loading, providing similar directions for the three materials and close to Mode I. The analysed models give, in general, good predictions, although they use completely different directions from each other and from the experimental ones. The predictions of the models using, in a forced way, the measured experimental directions are good in most cases, which reveals a surprising insensitivity of these models to the main hypotheses on which their own formulations are based.