Un modelo integral para describir la influencia de la frecuencia de ensayo sobre los resultados de fatiga

• A. Fernández Canteli ^[1] ; E. Castillo E. ^[3] ; S. Blasón ^[4] ; G. Khatibi ^[2] ; B. Czerny ^[2] ; M. Zareghomsheh ^[2]
  1. [1] Universidad de Oviedo

     Universidad de Oviedo

     Oviedo, España

     
  2. [2] Vienna University of Technology

     Vienna University of Technology

     Innere Stadt, Austria

     
  3. [3] Real Academia de Ingeniería y Real Academia de Ciencias de España
  4. [4] BAM, Berlin, Alemania

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• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 3 (comunicaciones 5th Iberian Conference on Structural Integrity), 2022, págs. 83-88
• Idioma: español
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  • Texto Completo Ejemplar
• Resumen
  • español

    La influencia de la frecuencia se analiza como un efecto de endurecimiento viscoelástico del material que conduce simultáneamente a una reducción de los valores nominales de la tensión máxima, σM, y de la relación de tensiones, R, aplicados durante el ensayo para frecuencias crecientes. Esto permite la reducción del modelo σM-R-f-N, en el que la tensión máxima es la variable primaria de referencia mientras la relación de tensión, R, y la frecuencia, f, son las variables secundarias, al modelo probabilístico tridimensional σM-R-N, recientemente desarrollado. Los pares σM-R nominales aplicados en el ensayo se transforman en pares σM-R efectivos que pueden evaluarse como pertenecientes a una única muestra con independencia de la frecuencia del ensayo y de la relación de tensiones. Además, el modelo define una variable normalizada V, que representa una medida del daño acumulado cuando se somete la probeta a una historia de carga variable permitiendo estimar la evolución de la probabilidad de fallo en función de la carga aplicada. El modelo se valida mediante su aplicación a un amplio programa experimental de fatiga realizado sobre alambres de aleación de aluminio de alta pureza, Al_H11, empleados en la interfaz de transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) bajo tres frecuencias diferentes (2, 20 y 200 Hz).

  • English

    The influence of the frequency is analyzed as a viscoelastic hardening effect of the material that leads simultaneously to a reduction of the nominal values of the maximum stress, σM, and the stress ratio, R, applied during the test for increasing frequency. In this way, the σM-R-f-N model, in which the maximum voltage is the primary reference variable while the stress ratio, R, and the frequency, f, are the secondary variables, is reduced to the three-dimensional probabilistic σM-RN model, recently developed. The nominal σM-R pairs applied during the test are transformed into effective σM-R pairs that can be evaluated as pertaining to a single sample regardless of the test frequency and stress ratio. In addition, the model defines a normalized variable V which represents a measure of the accumulated damage when the specimen is subjected to a variable load history, allowing the evolution of the probability of failure to be estimated as a function of the applied load. The model is validated when applied to a wide experimental fatigue program carried out on high purity aluminum alloy wires, Al_H11, used in the interface of insulated gate bipolar transistors (IGBT) under three different frequencies (2, 20 and 200 Hz).