¿Qué es la fatiga de ciclo alto frente a la fatiga de ciclo bajo? Definición

La fatiga se ha dividido en regiones de fatiga de ciclo alto y fatiga de ciclo bajo. La principal diferencia entre la fatiga de ciclo alto y ciclo bajo es el número de ciclos hasta la falla. La transición entre LCF y HCF está determinada por el nivel de tensión, es decir, la transición entre deformaciones plásticas y elásticas.

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.

Fatiga de ciclo alto frente a fatiga de ciclo bajo

Alta fatiga de ciclo requiere más de 10 ⁴ ciclos hasta la rotura donde el estrés es baja y principalmente elástico.
La fatiga de ciclo bajo se caracteriza por una deformación plástica repetida (es decir, en cada ciclo) y, por lo tanto, el número de ciclos hasta la falla es bajo. En la región plástica se pueden producir grandes cambios de deformación por pequeños cambios de tensión. Los experimentos han demostrado que la fatiga de ciclo bajo también es crecimiento de grietas.

Las fallas por fatiga, tanto para ciclo alto como bajo, siguen todos los mismos pasos básicos del proceso de inicio de grietas, crecimiento de grietas en etapa I, crecimiento de grietas en etapa II y finalmente falla final.

Referencias:

Ciencia de los Materiales:

Departamento de Energía de EE. UU., Ciencia de Materiales. DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.
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Eberhart, Mark (2003). Por qué se rompen las cosas: entender el mundo a través de la forma en que se desarma Armonía. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introducción a la Termodinámica de Materiales (4ª ed.). Taylor y Francis Publishing. ISBN 978-1-56032-992-3.
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Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiales: ingeniería, ciencia, procesamiento y diseño (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introducción a la ingeniería nuclear, 3d ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

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Fatiga

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