Ensayo de fatiga en laboratorio
¿Desea caracterizar sus materiales mediante un ensayo de fatiga de materiales?
¿Qué es la fatiga de un material?
La fatiga de un material designa el fenómeno de deterioro progresivo y, finalmente, la rotura de un material bajo el efecto de cargas repetidas que generalmente son inferiores a la carga máxima que el material puede soportar en una sola aplicación.
Este proceso de fatiga es especialmente relevante para los materiales utilizados en estructuras o componentes sometidos a ciclos de carga repetidos durante su uso normal, como en la aeronáutica o la automoción.
¿Qué es un ensayo de fatiga?
Un ensayo de fatiga de materiales, también llamado ensayo de resistencia, es un procedimiento realizado en laboratorio que consiste en probar la resistencia de un material bajo cargas repetitivas.
Este ensayo mecánico se utiliza para comprender cómo se comporta un material cuando se somete a una tensión continua, que puede acabar dañándolo con el tiempo. Estos ensayos de fatiga se llevan a cabo aplicando tensiones repetitivas al material para simular ciclos de carga similares a los que se encuentran en condiciones reales.
¿Por qué estudiar la resistencia de sus materiales?
Si las características determinadas en un ensayo dinamométrico convencional de tipo tracción, resiliencia o flexión permiten apreciar las propiedades mecánicas de un material, no bastan para conocer su comportamiento ante ciclos repetitivos de esfuerzos.
En efecto, si una pieza o una estructura está sometida a tensiones cíclicas (generalmente millones de ciclos, como en la industria aeronáutica (tren de aterrizaje) o ferroviaria (ruedas, bogies), puede romperse bajo estas solicitaciones repetitivas, incluso muy inferiores a la carga máxima o al límite elástico. El interés de realizar ensayos de fatiga y resistencia es evaluar la resistencia del material y, por tanto, su calidad.
Esta forma de «envejecimiento acelerado» permite:
conocer mejor la esperanza de vida del producto y su ciclo de vida
conocer mejor la esperanza de vida del producto y su ciclo de vida
determinar una duración de garantía adecuada
determinar una duración de garantía adecuada
elaborar un calendario de mantenimiento preventivo
elaborar un calendario de mantenimiento preventivo
poner de relieve las zonas de desgaste, los puntos de rotura y las debilidades mecánicas
poner de relieve las zonas de desgaste, los puntos de rotura y las debilidades mecánicas
Todo ello permite plantear evoluciones de diseño para mejorar la robustez y la fiabilidad del producto.
Los materiales sometidos a un ensayo de fatiga
Los distintos tipos de materiales que se someten a estos ensayos incluyen: los metales, los compuestos, los polímeros…
Las industrias, en particular la aeroespacial o la automotriz, utilizan ensayos de fatiga para determinar las propiedades mecánicas de un material o una estructura, con el fin de garantizar su fiabilidad y durabilidad en condiciones de uso reales y repetitivas.
El laboratorio FILAB le acompaña en la realización de un ensayo de fatiga de materiales
Por qué elegir FILAB para el estudio de la resistencia de sus materiales
Con una experiencia significativa en la realización de este tipo de ensayo, FILAB le acompaña en sus necesidades de caracterización de la resistencia de sus materiales.
Nuestros servicios de ensayos de fatiga de materiales
El principio de estos ensayos es relativamente sencillo, ya que consiste en reproducir de forma cíclica las tensiones mecánicas sufridas durante toda la vida útil de la pieza. Agrupados bajo el término ensayos de fatiga de materiales, citaremos en particular entre los más comunes:
Nuestros servicios complementarios de análisis de fallos
El laboratorio FILAB cuenta con experiencia en análisis y estudio de fallos. Descubra nuestros distintos servicios:
Estudios y peritaje de rotura y análisis de grietas
Para ir + lejos
Nuestras preguntas frecuentes
Cuando crea productos o piezas, desea que sean resistentes y duraderos. Por eso es importante comprobar la resistencia de sus materiales. En laboratorio, utilizamos diversos métodos para determinar la resistencia de un material, como la fatiga, la rotura y la tensión.
El estudio de las superficies de fractura generadas por los ensayos de fatiga constituye también una importante fuente de información, mediante la determinación del número de ciclos de fatiga aplicados. Esto permite obtener el número de ciclos de fatiga hasta la aparición de la grieta. Estos exámenes de superficies de fractura se llevan a cabo mediante Microscopía Electrónica de Barrido acoplada a una microsonda (MEB-EDX).
Los ensayos de fatiga y los ensayos de resistencia son dos métodos utilizados para probar la resistencia de los materiales en laboratorio, pero difieren en sus objetivos y procedimientos.
Los ensayos de fatiga tienen como objetivo evaluar la resistencia de un material a esfuerzos cíclicos repetidos, que se aplican hasta que aparecen grietas o el material se rompe, lo que permite medir su vida útil en número de ciclos. Esto ayuda a construir curvas de Wöhler, que muestran la relación entre la amplitud de esfuerzo y la durabilidad del material.
Los ensayos de resistencia, en cambio, prueban la capacidad de un material para soportar una carga constante durante un largo periodo sin ceder. Se aplica una carga constante y se mide el tiempo durante el cual el material resiste antes de romperse. Esto permite determinar el límite de resistencia, o la tensión máxima que un material puede soportar de manera indefinida sin fallar.
Para las industrias, detectar la fatiga de los materiales permite prevenir fallos y garantizar la seguridad y la fiabilidad de los productos.
La fatiga suele comenzar por la formación de grietas en lugares donde las tensiones están concentradas. Estas grietas pueden luego propagarse progresivamente bajo el efecto de ciclos de carga repetidos. El entorno puede afectar a la fatiga de los materiales. Por ejemplo, unas condiciones corrosivas o temperaturas extremas pueden acelerar la propagación de las grietas.
Para evaluar la resistencia a la fatiga de un material, se realizan ensayos específicos, en los que las muestras se someten a ciclos de carga repetidos hasta que se produce una rotura. Después de la rotura, un análisis fractográfico de la superficie puede revelar patrones que precisan el fallo.
