Cálculo de la resistencia a la fatiga superficial en superficies con lubricación elastohidrodinámica mediante el criterio de Dang Van

摘要

Los fenómenos de fatiga superficial en sus diferentes escalas (micropitting, pitting, spalling), aparecen en multitud de elementos mecánicos en contacto lubricado como pueden ser los engranajes o rodamientos o en elementos con contacto seco como son las ruedas de ferrocarril. Los defectos que aparecen en las superficies en contacto debidos a estos fenómenos empeoran las condiciones de funcionamiento, provocando vibraciones, desgaste prematuro y en los casos más extremos el fallo de la máquina. El procedimiento que se sugiere en este artículo se inicia con el cálculo de los parámetros que definen el contacto elastohidrodinámico y que tienen influencia en la resistencia a fatiga del contacto: espesor de película, distribución de presión y coeficiente de fricción. Una vez se tiene la presión y el coeficiente de fricción en la superficie de contacto, se procede al cálculo de las tensiones en el interior del material obteniendo la distribución de tensiones. Conocidas las tensiones en todo punto interior y el proceso de carga completo se aplica el criterio de fatiga de Dang Van y se verifica si existe, o no, probabilidad de fallo por fatiga. El criterio de Dang Van es aplicable para el cálculo de la vida a fatiga para un alto número de ciclos (donde el tiempo de propagación de grieta es despreciable frente al tiempo de iniciación) y se basa en la aproximación a la escala mesoscópica y la existencia de un plano crítico. Una vez descrita la teoría se propondrá una aplicación para el cálculo de tensiones en contactos puntuales y contactos lineales y el análisis de fatiga superficial en engranajes.