Distribución de la Vida a Fatiga en Función del Espectro de Cargas y de la Longitud del Registro Utilizado

Abstract

Una fuente de error en la determinación de la vida a fatiga de un elemento es la definición de las cargas que actúan. Estas son generalmente aleatorias. El análisis de la resistencia, mediante simulación o ensayo, se realiza a partir de un registro de cargas representativo de las cargas reales, que se repide indefinidamente hasta el fallo. El resultado obtenido con el registro seleccionado es uno cualquiera de los que pueden obtenerse con los distintos registros representativos del mismo proceso de carga. La vida obtenida con estas historias de carga, incluso considerando constantes el resto de los parámetros que influyen en la vida, es una variable aleatoria. En el estudio del proceso de crecimiento debe considerarse por tanto el carácter aleatorio adicional introducido por la definición una historia de carga determinada como representativa las cargas reales. En este trabajo se estudia la influencia del registro de cargas seleccionado para el análisis de la vida, considerando el efecto del número de ciclos del mismo y la densidad espectral del proceso de carga. Se realizan simulaciones de crecimiento con un modelo de crecimiento, que considera el efecto de secuencia. El análisis se hace con seis densidades espectrales distintas y seis longitudes de la historia de carga ·para cada una de ellas.

One source of error on the determination of fatigue life is the definition of the actuating loads. These are generally random. The analysis of the fatigue life, by simulation or test, is done using a load history of finite length which is repeated indefinitely until failure. This load history is considered representative of the whole random load process. Even if all other parameters are considered constant, the fatigue life obtained with this load history is not the same to that calculated with another load history representing the same random process. It is a random variable. To analyse by test or cycle by cycle simulation, the fatigue life of a system under random loads, the additional randomness produced by the definition of the load history must be considered. In this paper the effect of the selected load history on the life is analysed, considering the number of cycles in that history and the power spectral density of the loading process. It is done by simulating the crack growth with the Johnson model, which consider the sequence effect, and analysing the results obtained with six different power spectral densities and six length of the load history for each power spectral density.