¿Qué es el análisis de fallas? Definición

El análisis de fallas (FA)  es un campo científico multidisciplinario que conecta áreas de la ingeniería de diversos orígenes y conocimientos. Desde la mecánica aplicada a la electroquímica y la corrosión y desde el modelado numérico hasta la comprensión de la ciencia de superficies y la tribología. La complejidad de la naturaleza del tema requiere la adopción de varias disciplinas de ingeniería, para lograr un alto rendimiento del proceso y un análisis eficaz de la causa raíz, que es el núcleo y el objetivo central del proceso de investigación de fallas. La siguiente sección está dirigida a la fractura simple (modos dúctil y frágil), fundamentos de la mecánica de la fractura, pruebas de resistencia a la fractura, transición de dúctil a frágil, choques térmicos presurizados, fatiga y fluencia.

• Fractura de material . Una  fractura  es la separación de un objeto o material en dos o más piezas bajo la acción de la tensión. Los ingenieros deben comprender los mecanismos de fractura. Hay  fracturas  (p. Ej.,  Fractura frágil ), que ocurren en condiciones específicas  sin previo aviso  y pueden causar  daños importantes  a los materiales. La fractura frágil  ocurre repentina y catastróficamente sin previo aviso. Esto es una consecuencia de la propagación espontánea y rápida de  grietas.. Sin embargo, para la fractura dúctil, la presencia de deformación plástica advierte que la falla es inminente, lo que permite tomar medidas preventivas. El estudio de la mecánica de las fracturas puede ayudar a comprender en detalle cómo se producen las fracturas en los materiales  .
• Fatiga del material . En la ciencia de los materiales, la  fatiga  es el debilitamiento de un material causado por una carga cíclica que da como resultado un daño estructural progresivo, frágil y localizado. Una vez que se ha iniciado una grieta, cada ciclo de carga hará crecer la grieta una pequeña cantidad, incluso cuando las tensiones alternas o cíclicas repetidas son de una intensidad considerablemente inferior a la resistencia normal. Las tensiones pueden deberse a vibraciones o ciclos térmicos. El daño por fatiga es causado por:
  • acción simultánea del estrés cíclico,
  • tensión de tracción (ya sea directamente aplicada o residual),
  • deformación plástica.

  Si alguno de estos tres no está presente, no se iniciará ni se propagará una grieta por fatiga. La mayoría de las fallas de ingeniería se deben a la fatiga.

• Use . En general, el desgaste es un daño superficial inducido mecánicamente que da como resultado la eliminación progresiva de material debido al movimiento relativo entre esa superficie y una sustancia o sustancias en contacto. Una sustancia en contacto puede consistir en otra superficie, un fluido o partículas abrasivas duras contenidas en alguna forma de fluido o suspensión, como un lubricante, por ejemplo. En la mayoría de las aplicaciones tecnológicas, la aparición de desgaste es altamente indeseable y es un problema enormemente costoso ya que conduce al deterioro o incluso al fallo de los componentes. En términos de seguridad, a menudo no es tan grave (o tan repentino) como una fractura. Esto se debe a que generalmente se anticipa el desgaste.
• Corrosión . La corrosión suele ser un fenómeno negativo, ya que se asocia con la falla mecánica de un objeto. Los átomos de metal se eliminan de un elemento estructural hasta que falla, o los óxidos se acumulan dentro de una tubería hasta que se tapa. Todos los metales y aleaciones están sujetos a corrosión. Incluso los metales nobles, como el oro, están sujetos a un ataque corrosivo en algunos entornos.
• Creep . La fluencia, también conocida como flujo frío, es la deformación permanente que aumenta con el tiempo bajo carga o tensión constante . Es el resultado de una exposición prolongada a una gran tensión mecánica externa con un límite de fluencia y es más severo en materiales que se someten a calor durante mucho tiempo. La fluencia  es un fenómeno muy importante si utilizamos materiales  a alta temperatura . La fluencia es muy importante en la industria de la energía y es de suma importancia en el diseño de motores a reacción. Para muchas situaciones de fluencia de vida relativamente corta (por ejemplo,  álabes de turbinas  en aviones militares), el tiempo de ruptura es la consideración de diseño dominante.

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