Métodos de plano crítico para el análisis de fatiga multiaxial en aceros

Resumen

En este trabajo se han analizado varios modelos de plano crítico para el análisis de fatiga bajo cargas multiaxiales. Para esto se ha empleado datos experimentales con cargas multiaxiales para dos aceros ampliamente extendidos en la industria como son el acero estructural S355-J2G3 y el acero inoxidable 316. En ambos casos se emplearon probetas tubulares. Los ensayos para el acero S355-J2G3 se realizaron con control de deformación, para deformaciones axiales y angulares, generando cargas de tipo proporcional y no proporcional. Para el caso del 316SS los ensayos se realizaron con control de tensión, controlando las tensiones de dos direcciones ortogonales entre sí, considerándose de tipo proporcional en todos los casos. Para los ensayos del acero inoxidable 316, en casi todos los casos aparecen tensiones medias que llevó a que se produjera ratchetting. Los modelos de plano crítico estudiados han sido Fatemi-Socie, Wang-Brown, Liu I y Liu II en ambos materiales. Adicionalmente, para el acero S355-J2G3 se estudió la capacidad de predicción de un modelo basado en un nuevo parámetro de daño definido por Sandip, Kallmeyer y Smith. Se ha analizado la capacidad de colapsar los datos experimentales mediante el parámetro de daño definido por cada modelo. El mejor resultado fue devuelto por el modelo de Sandip-Kallmeyer-Smith. Se observó que las mejores predicciones de vida a fatiga son devueltas por Fatemi-Socie para el S355-J2G3 y por Liu II para el acero inoxidable 316SS. Respecto a predicción del ángulo de grieta en el acero inoxidable 316, se obtuvo el mejor resultado con el modelo de Liu I. Para los casos de fatiga uniaxial en el acero inoxidable, todos los modelos estudiados devolvieron similares resultados de vida a fatiga y ángulo de crecimiento de grieta.