Marco teórico.
II. 9.1.3 Métodos no destructivos
Estos métodos se utilizan para evaluar el campo de esfuerzos residuales en un componente sin que éste sufra daño alguno. Algunas técnicas se fundamentan en la variación de las propiedades del material, por lo general en materiales cristalinos. Otros métodos se emplean en campos electromagnéticos, eléctrico, ultrasonido, etc. en donde se buscan cambios del campo a medir mientras se avanza en la profundidad del componente. La mayor dificultad es la interpretación de resultados y la certidumbre de estos. Siendo una desventaja que son métodos en que la medición es indirecta y las cantidades registradas están influenciadas por los parámetros del material, además de los esfuerzos. Los métodos más confiables son las técnicas ultrasónicas, los métodos magnéticos, el método de rayos X (Figura II.16)y el método de difracción de neutrones [II.30].
II.10.- Sumario
En el transcurso de la historia se han desarrollando diferentes formas de enfrentar la problemática del diseño estructural. El análisis del porque se presenta la falla en los componentes mecánicos ha sido un tema de gran relevancia. Los primeros intentos fueron elaborados en los tiempos antiguos con base en el método del ensayo y error. Se evolucionó, obteniendo el conocimiento de que los componentes presentan nucleación de grietas. El desarrolló de la mecánica de la fractura, con base en la solución presentada por
Griffith (padre de la mecánica de la fractura), llevó a los investigadores a replantear sus
conocimientos. Por lo que la investigación de la mecánica de la fractura se ha convertido en uno de los requerimientos fundamentales para el progreso de la ciencia y de la tecnología.
En este capítulo se establece como el proceso de fractura inicia con una grieta, la cual puede provenir de fabricación o ser generada en servicio y como esta puede propagarse, volviéndose eventualmente inestable. Existen dos tipos de fractura, la frágil y la dúctil, requiriendo la primera sólo un poco de energía para fracturarse, si se compara con la energía que absorbe un material dúctil. Finalmente un material frágil cuando se fractura es de manera súbita y llega a alcanzar velocidades muy altas de propagación de grieta.
El fenómeno de la fractura de sólidos se fundamenta en el desarrollo de una nueva superficie en el material de manera irreversible. Al manifestarse se presentan diversos factores (macroscópicos, microscópicos), que perturban al lugar donde la grieta se nuclea y crece, afectando también la composición del material. Esto involucra una integración con diversas materias como la ciencia de materiales, física y química.
A la nueva filosofía para el diseño estructural, se le prestó atención casi al finalizar la segunda guerra mundial. La sociedad científica comenzó a interesarse y a aplicar la teoría propuesta por Griffith como consecuencia de la necesidad de una respuesta a la gran
cantidad de fallas catastróficas que se presentaron en esa época. Estas fallas no podían ser explicadas por criterios de diseño convencional. Lo que dio paso a nuevos criterios que son base de la mecánica de la fractura. La enorme contribución hecha por Griffith fue quitar la
atención de la región altamente esforzada, a la punta de la grieta e instituir una condición necesaria y simple para la fractura en términos de balance de energía. Posteriormente,
para determinar la magnitud de los esfuerzos en la vecindad de la punta de una grieta de forma aguda en un material linealmente elástico, continuo e isotrópico.
Los modos de fractura dependen primordialmente del mecanismo de propagación de grieta y se presentan tres diferentes (modo I, II y III), que involucran una diferente forma de carga a la grieta.
El estudio de la mecánica de la fractura es de gran importancia en la actualidad. Proporciona las herramientas necesarias para la determinación de la resistencia mecánica (resistencia residual) y la predicción de la rapidez de propagación de grietas (vida residual). Muestra una visión del comportamiento de las estructuras ante la presencia de grietas y como afecta el tamaño y forma de estas con relación a la fractura del componente.
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