Tipo de análisis de fatiga en el diseño estructural

El tipo de análisis de fatiga no proporciona ninguna resistencia final ni el número de ciclos que puede soportar el detalle. Solo proporciona datos de entrada para cálculos posteriores según las normativas.

Siempre deben establecerse al menos dos casos de carga. El primer caso de carga es el de referencia. Se asume como, por ejemplo, el peso propio de la estructura y puede contener cargas nulas. Los demás casos de carga simulan acciones de fatiga. La tensión nominal normal y cortante proporcionada por IDEA StatiCa es el rango de tensiones entre la acción de fatiga, por ejemplo LE2, y el caso de carga de referencia.

Por ejemplo, la tensión cortante en una determinada ubicación es 50 MPa en el caso de carga de referencia y 180 MPa en LE2. La tensión cortante nominal mostrada en esta ubicación es:

\[\tau = 180-50=130\, \textrm{MPa}\]

Tenga en cuenta que no debe producirse plastificación de las placas debido a las acciones de fatiga, de lo contrario los rangos de tensiones se distorsionan. 

Las tensiones están disponibles para:

• Tornillos
• Soldaduras
• Placas

Tornillos

En los tornillos, las tensiones se determinan simplemente dividiendo la fuerza por el área correspondiente:

• \(\sigma = F_t / A_s \)
• \(\tau = V / A \)

donde:

• \(F_t\) – fuerza de tracción en el tornillo
• \(A_s\) – área resistente a tracción del tornillo
• \(V\) – fuerza cortante en el tornillo; si hay múltiples planos de cortante, se utiliza la fuerza cortante más elevada
• \(A\) – área del tornillo que resiste al cortante; área resistente a tracción si los filetes son interceptados por el plano de cortante y área bruta de la sección transversal en caso contrario

Soldaduras

Las soldaduras en CBFEM están compuestas por el elemento de soldadura con restricciones multipunto que conectan las placas. La distribución de tensiones en la soldadura se ve perturbada por las restricciones y, por lo tanto, las tensiones se toman de una sección situada a 1,5 veces el tamaño del cateto desde el pie de la soldadura. Se crean tres secciones para una soldadura en ángulo de doble cara. Dos secciones pertenecen a la misma categoría de detalle y solo se muestra la más solicitada. Se muestran la tensión normal máxima y la tensión cortante correspondiente en la misma ubicación, así como la tensión cortante máxima y la tensión normal correspondiente en la misma ubicación.

Véase también la mejoras en el análisis de fatiga en la versión 22.0.

Placas

La tensión en las placas puede visualizarse creando una sección definida por el usuario mediante una operación de fabricación de plano de trabajo. En la figura siguiente, se crearon dos planos de trabajo para ver las tensiones alrededor de los agujeros de los tornillos. Se muestran la tensión normal máxima y la tensión cortante correspondiente en la misma ubicación, así como la tensión cortante máxima y la tensión normal correspondiente en la misma ubicación.