Metodología para el uso de excitadores electrodinámicos en la caracterización y predicción de vida a fatiga en materiales metálicos

• D. Díaz Salamanca ^[1] ; N. García-Fernández ^[1] ; M. Muñiz-Calvente ^[1] ; F. Pelayo ^[1] ; M. Aenlle ^[1]
  1. [1] Universidad de Oviedo

     Universidad de Oviedo

     Oviedo, España

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 7, 2024, págs. 33-38
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    En la actualidad, el fenómeno de fatiga sigue siendo la principal causa de fallo de los componentes metálicos puestos en servicio. Es por ello que la caracterización experimental del comportamiento a fatiga es indispensable para poder determinar y predecir la vida útil de un componente real sometido a unas determinadas cargas. A nivel de laboratorio, las tareas de caracterización bajo cargas de fatiga se suelen realizar en máquinas universales de ensayo, cuyo coste de adquisición y de operación es muy elevado, especialmente cuando se trabaja en el dominio de la fatiga de alto número de ciclos, donde cada ensayo puede alcanzar varios millones de ciclos. Además, la mayoría de estas máquinas suelen trabajar a baja frecuencia, especialmente en probetas de grandes dimensiones donde los desplazamientos necesarios para alcanzar las cargas impuestas son elevados. Como alternativa, en este trabajo se propone una metodología que permite la caracterización de la vida a fatiga por medio de ensayos vibracionales mediante el uso de un excitador electrodinámico (“shaker”). La metodología utilizada incluye, además, la monitorización en tiempo real de los parámetros modales de la probeta, lo que permite utilizar técnicas de detección de daño basadas en el análisis modal operacional (OMA). Los resultados de vida a fatiga obtenidos han sido comparados con los obtenidos en una máquina de ensayos universal convencional, validando así la metodología propuesta.

  • English

    Fatigue is still the main cause of failure of metal components in service. Experimental characterisation of fatigue behaviour is therefore essential to determine and predict the service life of a real component subjected to specific loads. At the laboratory level, fatigue characterisation is usually performed on universal testing machines, which are very expensive to purchase and operate, especially when working in the high-cycle fatigue range, where each test can reach millions of cycles. In addition, most of these machines operate at low frequency, especially on large specimens where the high displacements are required to reach the imposed. As an alternative, this work proposes a methodology that allows the characterisation of fatigue life by vibrational testing using an electrodynamic shaker. The methodology used also includes real-time monitoring of the modal parameters of the specimen, which allows the use of damage detection techniques based on operational modal analysis (OMA). The results obtained in this test are compared with those obtained in a conventional testing machine, thus validating the proposed methodology.