Sobre el Diseño del Especimen, Propiedades Físicas y Efecto de la Geometría en la Generación de Calor y el Gradiente Térmico en la Fatiga Ultrasonica
Autores: Klein Fiorentin, Felipe; Dantas, Rita; Wolfs Gil, Jorge; Piga Carboni, Andrea; Fiorentin, Thiago Antonio; de Jesus, Abílio Manuel Pinho
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Sobre el Diseño del Especimen, Propiedades Físicas y Efecto de la Geometría en la Generación de Calor y el Gradiente Térmico en la Fatiga Ultrasonica
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Caracterización de la fatiga
Pruebas de fatiga ultrasónica
Frecuencias de excitación
Altas tasas de deformación
Diseño de especímenes
Generación de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La caracterización de la fatiga a menudo es una tarea costosa, tanto en tiempo como en dinero. Teniendo esto en cuenta, las pruebas de fatiga ultrasónica son una solución interesante, ya que pueden ser miles de veces más rápidas que los experimentos tradicionales. En las pruebas de fatiga ultrasónica, las frecuencias de excitación están en el orden de magnitud de 20 kHz, mientras que las frecuencias comunes de pruebas de fatiga son típicamente de unos pocos cientos de Hz. Aunque prometedoras, las pruebas de fatiga ultrasónica presentan algunos desafíos, como altas tasas de deformación, generación de calor y diseño complejo de las muestras. Con respecto a esto último, dado que el principio de funcionamiento de las pruebas de fatiga ultrasónica se basa en excitar la muestra en una de sus frecuencias naturales, encontrar una geometría de muestra que resuene a esta frecuencia específica puede ser un desafío. Además, algunos materiales a menudo presentan desafíos asociados con altas temperaturas durante las pruebas. El objetivo de este documento es proporcionar pautas para el diseño de muestras, abarcando los efectos de factores críticos y su impacto en parámetros de prueba importantes, como la temperatura y las dimensiones. La metodología propuesta desarrolló un parámetro capaz de cuantificar la gravedad de la generación de calor durante las pruebas de fatiga ultrasónica para varios materiales en función de sus propiedades físicas. Además, se enumeraron los efectos de la geometría y las propiedades del material en la temperatura durante los ciclos de carga, con un enfoque especial en los gradientes térmicos.
Descripción
La caracterización de la fatiga a menudo es una tarea costosa, tanto en tiempo como en dinero. Teniendo esto en cuenta, las pruebas de fatiga ultrasónica son una solución interesante, ya que pueden ser miles de veces más rápidas que los experimentos tradicionales. En las pruebas de fatiga ultrasónica, las frecuencias de excitación están en el orden de magnitud de 20 kHz, mientras que las frecuencias comunes de pruebas de fatiga son típicamente de unos pocos cientos de Hz. Aunque prometedoras, las pruebas de fatiga ultrasónica presentan algunos desafíos, como altas tasas de deformación, generación de calor y diseño complejo de las muestras. Con respecto a esto último, dado que el principio de funcionamiento de las pruebas de fatiga ultrasónica se basa en excitar la muestra en una de sus frecuencias naturales, encontrar una geometría de muestra que resuene a esta frecuencia específica puede ser un desafío. Además, algunos materiales a menudo presentan desafíos asociados con altas temperaturas durante las pruebas. El objetivo de este documento es proporcionar pautas para el diseño de muestras, abarcando los efectos de factores críticos y su impacto en parámetros de prueba importantes, como la temperatura y las dimensiones. La metodología propuesta desarrolló un parámetro capaz de cuantificar la gravedad de la generación de calor durante las pruebas de fatiga ultrasónica para varios materiales en función de sus propiedades físicas. Además, se enumeraron los efectos de la geometría y las propiedades del material en la temperatura durante los ciclos de carga, con un enfoque especial en los gradientes térmicos.