Up-to-Date Tribo-Fatigue Test Possibilities and Methods

Posibilidades y métodos de pruebas de fatiga tribal actualizadas

Este artículo trata sobre tribo-fatiga, que son fenómenos, situaciones, dificultades y regularidades relacionadas con el daño de fractura de sistemas tribo. Muy a menudo no podían observarse, comprenderse y describirse analíticamente, por lo tanto, no podían esperar proceder de los puntos de vista tradicionales de la mecánica sólida, la mecánica del daño por fatiga y la fractura, la tribología, la teoría de la confiabilidad de los sistemas mecánicos y otras disciplinas de la mecánica y la física. ciclo. Tribo-fatiga implica métodos especiales para la prueba de fatiga por desgaste utilizados para estimar experimentalmente la influencia mutua y conjunta de los procesos de fricción y fatiga mecánica en el rendimiento de los materiales y modelos del sistema tribo-fatiga en condiciones de carga complejas.

1. Introducción

La fatiga es la rama de la ciencia que se ocupa del estudio de los daños por fatiga de desgaste y la fractura de los sistemas activos de las máquinas y sus partes. El sistema activo es un sistema mecánico que reacciona y transmite la carga alterna con la ocurrencia simultánea del proceso de fricción en cualquiera de sus modos: deslizamiento, rodadura, frotamiento, impacto, etc. [1, 2]. El término fatiga se utiliza normalmente para un proceso de evolución de daños en el material debido a una carga cíclica. La fatiga es un fenómeno peligroso, porque no se pueden observar signos evidentes del proceso de daño en la mayoría de los ciclos de carga [6, 7], etc.

Los contactos entre la superficie mejorada y la superficie rugosa acompañados de un esfuerzo local se repiten un gran número de veces, principalmente en el curso del deslizamiento o del rodaje, y las partículas de desgaste son generadas por las grietas propagadas por la fatiga, de ahí el término desgaste por fatiga. El desgaste en estas condiciones está determinado por el mecanismo de iniciación de la grieta, crecimiento/propagación de la grieta y fractura final, véase la Fig. 1 [3]; en el dominio del ciclo de tensión de contacto repetido. Se supone que las condiciones de tensión son de plástico elástico o elástico. El número crítico Nc de los ciclos de rodadura para el desconchamiento de la superficie por fatiga de alto ciclo en un rodamiento de bolas de acero viene dado experimentalmente por la siguiente ecuación

N_C = bW^-n,         (1)

donde W es la carga, b y n son constantes experimentales.

Si la tensión de contacto está a un nivel suficientemente alto para que se produzca una deformación plástica y se requieren ciclos de contacto repetidos para producir partículas de desgaste a través de la iniciación y propagación de la grieta, se puede utilizar una relación tipo Coffin Manson [4] de la fractura por fatiga para modelar el desgaste por fatiga de ciclo bajo.