Modelos de predicción del comportamiento a fatiga de componentes sometidos a tratamientos mecánicos

Resumen

Esta Tesis presenta el estudio y comparación del efecto de los tratamientos mecánicos de shot-peening y bruñido de baja plasticidad en el comportamiento a fatiga de ciclos altos del acero 34CrNiMo6 de temple y revenido. Se han obtenido datos cuantitativos, coeficientes y métodos útiles para el diseño y cálculo de fatiga de componentes sometidos a esos tratamientos. Para lo cual se han realizado ensayos de fatiga rotatoria, a fin de obtener las curvas de fatiga tensión-duración de probetas mecanizadas, pulidas a espejo, sometidas a shot-peening y bruñidas. Se observa que, en comparación con las probetas mecanizadas, el límite de fatiga de las bruñidas se incrementa en un 52%, mientras el de las tratadas con shot-peening lo hace en un 39% y se analiza el efecto de la integridad superficial en estos incrementos. Se han realizado a su vez ensayos de fatiga axial del material base, con diferentes relaciones de tensión, como resultado de los cuales se comprueba que el método de Dietmann para tener en cuenta el efecto de las tensiones medias es el más adecuado para este material, además se ha estudiado la influencia del tipo de carga en la resistencia a la fatiga: flexión y axial. Adicionalmente, a fin de tener una mejor comprensión del campo de tensiones residuales en el interior de las probetas bruñidas y completar la información de los ensayos experimentales, se ha realizado un modelo y estudio elasto-plástico, mediante elementos finitos, que proporciona resultados muy similares a los de las medidas experimentales. Se proponen además dos métodos para predecir la evolución de las tensiones residuales superficiales en el tiempo y su relación con el comportamiento a fatiga.