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Una metodología predictiva para la temperatura, generación de calor y transferencia en pruebas de fatiga de gigaciclos

Autores: Klein Fiorentin, Felipe; Reis, Luis; Lesiuk, Grzegorz; Reis, Ana; de Jesus, Abílio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Pruebas de fatiga
Frecuencias de excitación
Capacidades tecnológicas
Sistemas de control
Altas frecuencias de prueba
Mediciones de temperatura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Recientemente, se ha observado una tendencia en las pruebas de fatiga relacionada con el aumento de las frecuencias de excitación durante los experimentos. Esta tendencia es producto tanto de la necesidad como de las capacidades tecnológicas disponibles. En cuanto a esto último, los avances en los sistemas de control y excitación han hecho posible realizar pruebas a frecuencias impresionantes, más allá de las décimas de kHz. Realizar pruebas de fatiga mucho más rápido es, de hecho, muy motivador, ya que representa menos tiempo y dinero gastados. Por otro lado, tales frecuencias de prueba tan altas crean algunos desafíos, como la necesidad de sistemas de medición capaces de trabajar con altas tasas de muestreo y la generación excesiva de calor en las muestras de prueba. Este último es especialmente crítico para la fatiga, ya que las propiedades mecánicas, como el módulo de elasticidad y la resistencia a la fluencia, dependen en gran medida de la temperatura. Por lo tanto, poder predecir y controlar la temperatura de la muestra durante las pruebas de fatiga es esencial. El objetivo principal del presente trabajo es proporcionar una formulación para estimar la generación de calor y la temperatura de la muestra durante las pruebas a alta frecuencia, a saber, en el régimen de fatiga de ultra-alto ciclo (UHCF). Se probaron varias aleaciones metálicas y geometrías de muestras, y los resultados del modelo se compararon con mediciones de temperatura experimentales. El modelo desarrollado fue capaz de caracterizar adecuadamente la tendencia de la temperatura a lo largo del tiempo. Además, se desarrolló un script que se puso a disposición del público.

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