DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA CARGA DE APERTURA DE GRIETA EN FATIGA BAJO CARGAS ALEATORIAS A.S. Cruces 1 , D. Camas 1 , P. Lopez-Crespo 1 , J. Zapatero 1 , B. Moreno 1* 1 Departamento de Ingeniería Civil, Materiales y Fabricación, Escuela de Ingenierías Industriales. Universidad de Málaga C/ Dr Ortiz Ramos s/n, 29071, Málaga, España * Persona de contacto: bmoreno@uma.es RESUMEN El concepto de carga de apertura o cierre de grieta es ampliamente utilizado en fatiga para justificar el comportamiento del crecimiento de grietas con distintas relaciones de carga y el efecto de interacción de las cargas. Hasta la fecha son numerosas las técnicas experimentales propuestas para medir la apertura de grieta y entre ellas los métodos de flexibilidad son ampliamente utilizados por su simplicidad. En este trabajo se propone una modificación del método propuesto por la ASTM y se presentan los resultados obtenidos en ensayos de crecimiento de grietas por fatiga bajo cargas aleatorias. Así mismo, los valores experimentales de cargas de apertura son comparados con los calculados analíticamente por un modelo de simulación tipo “strip-yield” implementado en el software NASGRO. En general, se ha encontrado una concordancia razonablemente buena entre los valores experimentales y los obtenidos por simulación. PALABRAS CLAVE: Cargas de apertura/cierre de grieta, fatiga aleatoria, métodos de flexibilidad. ABSTRACT The crack opening/closure load concept is widely used to justify the fatigue crack growth behavior with different load ratios and the load interaction effects. Many experimental techniques have been proposed to measure crack opening / closure load and, among them, compliance methods are widely used for their simplicity. In this paper, a modification of the ASTM method is proposed and the results with fatigue crack growth tests data under random loads are presented. Likewise, the experimental opening load values are compared with those calculated analytically by a "strip-yield" simulation model implemented in NASGRO software. In general, a reasonably good agreement has been found between the experimental values and those obtained by simulation. KEYWORDS: Crack opening/closure load, random loads, compliance methods 1. INTRODUCCIÓN La propagación de grietas por fatiga bajo cargas aleatorias o de amplitud variable son un problema común en condiciones de servicio en los componentes reales. La mayor complejidad del problema frente al caso de cargas de amplitud constante justifica la existencia de los muchos modelos propuestos para estimar la vida a fatiga. Entre los diversos modelos propuestos, el concepto de cierre de grieta introducido por Elber [1] es usado ampliamente para describir el efecto de interacción de las cargas. En particular los modelos denominados Strip Yield, implementados en software comerciales como NASGRO [2] o Fastran, hacen uso de dicho concepto. Estos modelos caracterizan el crecimiento de grieta en función del factor de intensidad de tensiones efectivo, Keff =Kmax – Kop, siendo Kop el factor de intensidad de tensiones al cual la grieta abre. Los modelos Strip Yield calculan de forma analítica la tensión de apertura de la grieta, Pop, y con ella Kop. La validez de dichos modelos es generalmente analizada en base a su capacidad de predecir el crecimiento de grieta pero se hace necesario validar los valores de dichas tensiones de apertura utilizadas por el modelo con medidas experimentales, objetivo de este trabajo. Hasta la fecha son numerosas las técnicas experimentales propuestas para medir la apertura de grieta y entre ellas los métodos de flexibilidad son ampliamente utilizados por su simplicidad [3-8]. Dichos métodos se basan en determinar el cambio de flexibilidad (pendiente de la curva desplazamiento o deformación frente a la carga) del elemento al pasar de la grieta completamente cerrada a abierta durante el ciclo de carga. Dichas medidas de desplazamiento/deformación pueden tomarse en el entorno cercano a la grieta o remoto, y haciendo uso de brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by Repositorio Institucional Universidad de Málaga