Surface of Metal as an Indicator of Fatigue Damage

Superficie del metal como indicador de daño por fatiga

Se muestra la posibilidad de análisis de daños por fatiga por las estructuras de extrusión / intrusión en la superficie de la aleación de aluminio. Se justifican las características cuantitativas de las estructuras de extrusión / intrusión y los métodos para su monitoreo. Se presentan dos enfoques para el análisis de fatiga: a) inspección directa de los componentes de la aeronave, b) aplicación de sensores de fatiga.

1. Introducción

La aplicación y ampliación del principio de tolerancia al daño en los procesos de diseño y operación de aeronaves requiere el desarrollo del conjunto adecuado de métodos y técnicas no destructivas. Combinados en conjunto estos métodos forman los llamados sistemas de Monitoreo de Salud Estructural (SHM). Actualmente los sistemas SHM están siendo desarrollados por Airbus, Boeing y otros fabricantes líderes de aeronaves [1, 2]. Se ha demostrado por numerosas investigaciones que la implementación de SHM en la práctica de la aviación puede reducir el costo de mantenimiento hasta en un 30% debido a la reducción de desmontaje, inspecciones, así como puede disminuir las paradas en la operación [3]. Para el análisis de la fatiga de las estructuras de las aeronaves, se están utilizando actualmente dos enfoques. El primero se basa en el diagnóstico directo del material de construcción; el segundo enfoque se basa en la aplicación de sensores de fatiga.

El diagnóstico directo en SHM puede considerarse como una rama de la Inspección No Destructiva convencional. Por eso se pueden utilizar algunos métodos bien conocidos, a saber: ópticos, penetrantes, magnéticos, ultrasónicos, de corrientes de Foucault, radiográficos, etc. Cada uno de los métodos tiene ciertas ventajas y desventajas en comparación con otros métodos, por lo que la selección del método apropiado depende del tipo de materiales de construcción, el nivel de escala de los defectos analizados y los ciclos de inspección.

Simultáneamente con el desarrollo de los métodos de inspección directa, se han introducido los diferentes tipos de sensores de fatiga. Los sensores de fatiga pueden revelar los daños acumulados por el cambio de estado de los sensores fijados o incrustados en la estructura. Si el sensor está hecho de un material especial altamente sensible que difiere del material del componente inspeccionado, es necesario establecer la correlación entre la propiedad del componente y el sensor.

Después de los intentos de muchos años, algunos tipos de sensores han sido aceptados como eficaces y prometedores. Se trata de los sensores de fibra óptica, los ultrasónicos activos, los de emisión acústica pasiva y los de corrientes de Foucault.