Diseño y construcción de máquina de ensayos flexo rotativa para el estudio de la fatiga mediante el método esfuerzo vida para la sede Valle Jequetepeque de UNT

Los elementos de máquinas en servicio en general no fallan por resistencia estática, salvo en casos excepcionales. La falla es siempre a consecuencia de la fatiga de los mismos, fenómeno de trascendencia para los ingenieros, ya que como se sabe, las roturas en servicio de los elementos de un mecanismo o estructura en términos económicos representan un alto costo, es por ello que el estudio de este fenómeno es de mucho interés. Para el estudio del fenómeno de la fatiga las instituciones educativas requieren que sus laboratorios cuenten con equipos que permitan realizar este tipo de ensayos. El trabajo desarrollado muestra el diseño de una maquina flexorativa entre apoyos para realizar el ensayo de resistencia a la fatiga de metales, con el finalidad que los estudiantes de la universidad Nacional de Trujillo sede Valle de Jequetepeque : primero reconozcan estos tipos equipos para ensayos , segundo en lugar en un futuro puedan experimentar este tipo de fenómeno en la práctica y por ultimo tengan una clara idea de cuán importante es el analizar y considerar el fenómeno el fenómeno de la fatiga en sus diseños. La presente investigación nos ha permitido encontrar los parámetros necesarios para el diseño en la construcción de la máquina , asimismo seleccionar componentes electromecánicos requeridos para su funcionamiento y por ultimo poder simular la estructura a través del software SOLIDWORKS que nos permite encontrar los factores de seguridad para poder compararlos con calculados. La carga a aplicar en la maquina se ha calculado de 40 kg teniendo en cuenta la norma ASTM para probetas de 7,5 de diámetro, la potencia requerida es de 0,5 HP seleccionando un motor Thunder de 1800 rpm monofásico., el diámetro del eje es de 25 mm con un factor de seguridad de 7 y 11 bajo carga estática, para la estructura en el diseño y construcción de este tipo de máquinas se utilizado el acero AISI 1030 HR. Otro elemento importante ha sido la selección del acoplamiento L090 con una capacidad de carga de 5,11 kW y las chumaceras tipo pedestal de la marca SKF serie SY 25 FM para ejes de 25 mm. Con los resultados y cálculos obtenidos e investigando trabajos similares se construyó el equipo que permitirá en el futuro realizar ensayos de fatiga

Estudio teórico experimental del efecto de la concentración de esfuerzos en la resistencia a la fatiga del acero SAE 1045

El presente proyecto de investigación consiste en el estudio del efecto de la concentración de esfuerzos en la resistencia a la fatiga del acero SAE 1045. En una primera parte se desarrolla el diseño y fabricación de la parte estructural del módulo de ensayos de fatiga por flexión rotativa, que consta de ejes, rodamientos, mordazas, acoplamiento y bastidor. En la segunda parte se realizan los ensayos de resistencia a la fatiga utilizando probetas de acero SAE 1045, con diferentes tipos de concentradores de esfuerzos. Luego, se analizan los resultados obtenidos para determinar la influencia de la concentración de esfuerzos en la resistencia a la fatiga del material y se comparan con el comportamiento teórico esperado. También se implementa un modelo de análisis por elementos finitos, bajo el cual se realizan simulaciones para los mismos casos de concentraciones de esfuerzos, y donde se determina el efecto de estas concentraciones de esfuerzos en la resistencia a la fatiga, comparándose de la misma forma con el comportamiento teórico. Los resultados obtenidos, tanto en el procedimiento experimental como en el análisis por elementos finitos demuestran que la concentración de esfuerzos produce una disminución en la resistencia a la fatiga del acero SAE 1045

Automatización de la máquina de ensayos sometidos a fatiga por flexión rotativa con capacidad de 294 N·M

El proyecto se centró en la automatización de una máquina de ensayos de fatiga por flexión rotativa con una capacidad de 294 N·m. El objetivo general fue mejorar la precisión y eficiencia y confiabilidad de los ensayos mediante la implementación de un sistema automatizado. Para lograr esto, se diseñó un sistema de automatización y una interfaz de usuario para la adquisición y análisis de datos con componentes disponibles en el mercado local. Se llevaron a cabo ensayos con probetas de acero 1018 y 1045 donde pruebas confirmaron la exactitud del sistema automatizado en la medición y registro de datos durante los ensayos de fatiga, garantizando resultados representativos y útiles. Comparando los materiales, el acero 1045 mostró una vida útil promedio mayor (1487 ciclos) que el acero 1018 (1021 ciclos) bajo las mismas condiciones, destacando al acero 1018 como una opción superior en términos de resistencia a la fatiga. Los resultados revelaron una notable mejora significativa en la precisión y consistencia de los datos recolectados, con una reducción notable en la intervención humana y el margen de error. El sistema automatizado permitió un monitoreo continuo y preciso de los ciclos de carga y descarga, proporcionando datos detallados y fiables sobre la resistencia a la fatiga del material. En conclusión, la automatización de la máquina de ensayos no solo optimizó el tiempo de prueba y la calidad de los datos, sino que también proporcionó una herramienta valiosa para la caracterización de materiales, mejorando la seguridad y durabilidad de los componentes estructurales.The project focused on automating a rotary bending fatigue testing machine with a capacity of 294 N·m. The general objective was to improve the accuracy, efficiency, and reliability of testing by implementing an automated system. To achieve this, an automation system and a graphical user interface for data acquisition and analysis were designed using locally available components. Tests were carried out on 1018 and 1045 steel specimens where tests confirmed the accuracy of the automated system in measuring and recording data during fatigue tests, guaranteeing representative and useful results. Comparing the materials, 1045 steel showed an average longer life (1487 cycles) than 1018 steel (1021 cycles) under the same conditions, highlighting 1018 steel as a superior option in terms of fatigue strength. The results showed a significant improvement in the accuracy and consistency of the collected data, with a notable reduction in human intervention and error margin. The automated system allowed for continuous and precise monitoring of the loading and unloading cycles, providing detailed and reliable data on the fatigue strength of the material. In conclusion, the automation of the testing machine not only optimized testing time and data quality but also provided a valuable tool for material characterization, improving the safety and durability of structural components

Diseño y construcción de una máquina de ensayos de fatiga bajo la norma ASTM E466 para el laboratorio de materiales y procesos de la universidad de córdoba

El presente documento tiene como finalidad mostrar los resultados del trabajo de grado denominado diseño y construcción de una máquina de ensayos de fatiga usando el método de viga rotativa con carga en voladizo y la implementación en ensayos sobre el acero bajo la norma AISI 4140 en estado de entrega. Para formar el diseño inicial de la máquina, se determinaron parámetros iniciales tomando como referencia los lineamientos establecidos por la norma ASTM E466 y el esfuerzo último del material a ensayar. Se efectuaron los cálculos de los elementos identificados, de acuerdo al método tradicional o mediante el uso de los programas SolidWorks 2015 y MDSolids 3.5 en su versión de prueba. Luego se procedió con la construcción y ensamble de estos componentes mediante el uso de herramientas de procesos y manufactura. Los ensayos de fatiga se llevaron a cabo, teniendo en cuenta que de acuerdo a la carga aplicada se registraban los ciclos correspondientes en que ocurría la falla o se daba por terminada la prueba. La frecuencia de cambio de esfuerzos es 60 Hz y una rugosidad máxima en la superficie de las probetas de 0,2 µm (Ra), los ensayos fueron realizados a temperatura ambiente. Se hizo un análisis de los datos obtenidos de acuerdo a la norma ASTM E739 para determinar la ecuación de resistencia a la fatiga, el límite de resistencia a la fatiga y formar el diagrama de esfuerzo contra logaritmo de ciclos (S-log N). Se determinó que la carga máxima a la que puede operar la máquina es de 630 N y que experimentalmente el límite de resistencia a la fatiga del acero AISI 4140 templado y revenido es de 484 MPa aproximadamente, comparado con la teoría presenta un error del 5,99 % y con otros autores del 6,19 %.Pregrad