Ensayos de fatiga por tensión-vida y por deformación-vida

Desde pruebas de fatiga controladas por deformación (E-N) o controladas por carga (S-N) hasta el análisis de datos necesario para calcular los parámetros de fatiga, HBK realiza las pruebas y la caracterización necesarias para obtener estimaciones precisas de la vida útil de fatiga a partir del análisis de elementos finitos (FEA) y los análisis de fatiga.

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AMCT round strain-life test with extensometer 1

Ensayos de fatiga por tensión-vida

Las pruebas de fatiga de vida, también conocidas como pruebas S-N (tensión frente a número de ciclos), son un método fundamental utilizado para evaluar el comportamiento de fatiga de los materiales bajo carga cíclica. Este tipo de pruebas es esencial para comprender cómo responden los materiales a aplicaciones repetidas de tensión, especialmente cuando los niveles de tensión están por debajo de la resistencia a la deformación del material.

El objetivo principal de las pruebas de vida bajo estrés es generar una curva S-N, que representa la relación entre el rango de estrés cíclico y el número de ciclos hasta la falla. Al someter las muestras a una carga cíclica de amplitud constante hasta la falla, los ingenieros pueden determinar la vida de fatiga del material. Estos datos son fundamentales para el diseño seguro y fiable de componentes en industrias como la aeroespacial, la automotriz y la ingeniería estructural, donde los materiales están expuestos rutinariamente a tensiones fluctuantes.

Las pruebas de vida bajo estrés son más aplicables a materiales/componentes que operan en el régimen de fatiga de alto ciclo, donde el material exhibe un comportamiento completamente elástico. Se utiliza para determinar el límite de fatiga, un nivel de estrés por debajo del cual el material puede teóricamente soportar ciclos infinitos sin fallar. Los resultados proporcionan información valiosa sobre la durabilidad y el rendimiento a largo plazo de los materiales en condiciones de servicio realistas.

Ensayos de fatiga por deformación-vida

Los ensayos de fatiga por deformación-vida, a menudo denominados ensayos E-N (deformación frente al número de ciclos), son un método de análisis de fatiga utilizado para caracterizar el comportamiento de los materiales bajo condiciones de alta deformación o fatiga de bajo ciclo. A diferencia de los ensayos de tensión-vida (S-N), que son más aplicables a la fatiga de alto ciclo con niveles de tensión más bajos, los ensayos de deformación-vida se centran en situaciones donde los materiales experimentan deformación plástica durante cada ciclo de carga.

En este método, se somete una muestra a ciclos de deformación repetidos y controlados, y se registra el número de ciclos hasta la falla. Los datos resultantes se utilizan para desarrollar una curva ε-N, que describe cómo la vida útil de fatiga de un material se relaciona con la amplitud de deformación impuesta. Este enfoque tiene en cuenta tanto los componentes elásticos como los plásticos de la deformación, lo que lo hace especialmente valioso para analizar componentes que experimentan grandes inversiones de tensión, como en motores de turbina, suspensiones automotrices y recipientes a presión.

Las pruebas de vida útil por deformación son cruciales para predicciones precisas de la vida útil de fatiga en aplicaciones donde los materiales se someten a tensiones cercanas o superiores a su límite de elasticidad. Proporciona información sobre el comportamiento de iniciación de grietas, una fase clave en el fallo por fatiga, lo que lo convierte en una herramienta vital para los ingenieros que diseñan componentes para entornos mecánicos exigentes.

Beneficios clave de los ensayos de deformación-vida

Funciona tanto para regímenes de fatiga de bajo ciclo como de alto ciclo
Proporciona propiedades de material más útiles en comparación con las pruebas de vida útil por tensión:

o Curva de deformación-vida y curva de tensión-vida

o Curva de tensión-deformación cíclica

o Coeficiente de resistencia cíclica y exponente de endurecimiento (K' & n')

o Módulo de elasticidad y resistencia a la deformación (E y σ_γ)

o Coeficiente y exponente de resistencia a la fatiga (σ'_f & b)

o Coeficiente y exponente de ductilidad de fatiga (ε'_f & c)

o Limite de resistencia

Mejorar la durabilidad y la fiabilidad del producto

Capacidades de ensayo

Capacidad de carga: 1 - 250 kN
Geometría de la muestra: Hoja plana / Cilindrica / Muestras a medida
Rango de materiales: Metales / Polímeros / Compuestos / Soldaduras / Adhesivos
Temperatura: temperatura ambiente a 900 °C
Frecuencia: hasta 50 Hz

*Todas las capacidades están sujetas a geometría y material del espécimen

Ensayos según normas

Las pruebas se realizan según normas internacionales, internas o personalizadas.

Ensayos de tensión-vida

ASTM E466-21
Práctica estándar para realizar ensayos de fatiga axial de amplitud constante controlados por fuerza en materiales metálicos
BS ISO 1099:2017
Materiales metálicos — Ensayos de fatiga — Método controlado por fuerza axial

Ensayos de deformación-vida

ASTM E606-21
Método de ensayo estándar para ensayos de fatiga controlados por deformación
BS 7270:2006
Materiales metálicos — Fatiga axial controlada por deformación de amplitud constante — Método de ensayo
ISO 12106-2017
Materiales metálicos — Ensayos de fatiga — Método controlado por deformación axial

Resultados para CAE

Confianza respaldada por los datos analizados: ofrecemos un análisis exhaustivo de los los resultados de los ensayos.
Resultados para CAE - Proporcionamos parámetros listos para usar en CAE y simulación. Los datos se pueden importar fácilmente a nCode DesignLife.
Confianza y fiabilidad - Proporcionamos curvas de diseño para la optimización del producto.

ISO standards quality control assurance warranty business technology concept.; Shutterstock ID 1253334961

Prestigio

El AMCT de HBK es una instalación de pruebas de fatiga consolidada con más de 25 años de experiencia operativa y certificación ISO 9001:2015.

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Recursos

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Ensayos de fatiga por tensión-vida y por deformación-vida

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