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Ley de Crecimiento de Grieta por Fatiga de Paris

Ley de Crecimiento de Grieta por Fatiga de Paris
\[\frac{da}{dN}=C(\Delta K)^m\]

Variables

dadNvelocidad de crecimiento de grieta por ciclo (m/ciclo)
Cconstante del material de la ley de Paris
dK[ΔK]rango del factor de intensidad de esfuerzos (Pa·√m)
mexponente de la ley de Paris

Descripción

¿Qué calcula esta fórmula?


La Ley de Crecimiento de Grieta por Fatiga de Paris predice la velocidad a la que una grieta crece bajo cargas cíclicas. Es una de las relaciones más utilizadas en mecánica de fractura y análisis de fatiga.


Cuándo se utiliza


Se utiliza para estimar la propagación de grietas en componentes sometidos a cargas repetitivas, como estructuras aeronáuticas, puentes, recipientes a presión, tuberías, maquinaria rotativa y equipos mecánicos.


Ejemplo


Un material presenta:


C = 2×10^-12


m = 3


dK = 20 MPa·√m


Fórmula:


dadN = C*(dK^m)


Sustitución:


dadN = 2×10^-12 × 20^3


dadN = 2×10^-12 × 8000


Resultado:


dadN = 1.6×10^-8 m/ciclo


La grieta crece aproximadamente 1.6×10^-8 metros durante cada ciclo de carga.


Aplicaciones


- Predicción de vida a fatiga

- Análisis estructural aeronáutico

- Evaluación de integridad de tuberías

- Planificación de inspecciones de recipientes a presión

- Mantenimiento de equipos rotativos

- Análisis de tolerancia al daño


Nota


La Ley de Paris es una relación empírica válida únicamente dentro de la región de crecimiento estable de la curva de propagación de grietas por fatiga. No describe adecuadamente la iniciación de grietas, la región cercana al umbral de crecimiento ni la fractura rápida próxima a la falla final. Las constantes C y m deben determinarse experimentalmente para cada material y condición de servicio.

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