OLA TROCOIDAL-Ensayo de Fatiga

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OLA TROCOIDAL El movimiento de aguas oceánicas se dividen en tres grupos: olas, corrientes y mareas. Nos centraremos en las olas de mar, estas tienen formas confusas y complicadas como resultado de la superposición de distintos frentes de ondas. Cada uno de estos trenes de onda tienen una forma que se acerca a la curva llamada trocoide. Las olas aumentan de tamaño hasta que rompen, cuando el ángulo de cresta se hace inferior a 120º, que se produce cuando la longitud (distancia longitudinal entre dos crestas consecutivas o dos senos consecutivos) de la ola se hace 7 veces mayor que su altura. Las olas pequeñas son las primeras en romperse transfiriendo energía a las mayores que pasan por encima. La teoría trocoidal ha sido ampliamente utilizada y sigue siéndolo en los estudios de estabilidad y movimiento del buque, en los cálculos de la resistencia y los esfuerzos estructurales del casco. La cicloide reducida o trocoide es la curva descrita por un punto situado a una distancia r del centro de una circunferencia de radio R, a medida que rueda sin resbalar sobre una recta XX1 (Fig. 1.10).

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Descripcion y calculo de la ola trocoidal, ademas el proceso del ensayo de fatiga.

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OLA TROCOIDALEl movimiento de aguas ocenicas se dividen en tres grupos: olas, corrientes y mareas. Nos centraremos en las olas de mar, estas tienen formas confusas y complicadas como resultado de la superposicin de distintos frentes de ondas. Cada uno de estos trenes de onda tienen una forma que se acerca a la curva llamada trocoide.Las olas aumentan de tamao hasta que rompen, cuando el ngulo de cresta se hace inferior a 120, que se produce cuando la longitud (distancia longitudinal entre dos crestas consecutivas o dos senos consecutivos) de la ola se hace 7 veces mayor que su altura. Las olas pequeas son las primeras en romperse transfiriendo energa a las mayores que pasan por encima.La teora trocoidal ha sido ampliamente utilizada y sigue sindolo en los estudios de estabilidad y movimiento del buque, en los clculos de la resistencia y los esfuerzos estructurales del casco.La cicloide reducida o trocoide es la curva descrita por un punto situado a una distancia r del centro de una circunferencia de radio R, a medida que rueda sin resbalar sobre una recta XX1 (Fig. 1.10).

El perfil trocoidal se puede trazar a partir de sus parmetros caractersticos de la ola. La altura H y longitud L. Dnde: H=2r , L=2RSe comprueba que los ngulos y 1 son iguales (N1P1 normal a la tangente en P1).

ENSAYO DE FATIGASe define que un material trabaja a fatiga cuando soporta cargas que varan cclicamente con el tiempo, done la fractura conduce a la rotura. En el ensayo de fatiga se usa una probeta del material el cual se somete a tensiones cclicas. Se cuentan los ciclos hasta rotura. Este procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes mximas decrecientes. Los resultados se representan en un diagrama de tensin, S, frente al logaritmo del nmero N, numero de ciclos hasta la rotura para cada una de las probetas. Cuando la curva S-N se hace horizontal para valores grandes de N, existe una tensin lmite, denominada lmite de fatiga, por debajo del cual la rotura por fatiga no ocurrir.El proceso de rotura por fatiga se desarrolla a partir del inicio de la grieta y se contina con su propagacin y la rotura final.Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensin.Una vez nucleada una grieta, entonces se propaga muy lentamente. La velocidad de extensin aumenta y la grieta deja de crecer en el eje del esfuerzo aplicado para comenzar a crecer en direccin perpendicular al esfuerzo aplicado.Al mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, el extremo avanza por continua deformacin por cizalladura hasta que alcanza una configuracin enromada. Se alcanza una dimensin crtica de la grieta y se produce la rotura.Son diversos los factores que intervienen en un proceso de rotura por fatiga aparte de las tensiones aplicadas. As pues, el diseo tiene una influencia grande en la rotura de fatiga. Cualquier discontinuidad geomtrica acta como concentradora de tensiones y es por donde puede nuclear la grieta de fatiga.Tambin en las operaciones de mecanizado, se producen pequeas rayas y surcos en la superficie de la pieza por accin del corte. Estas marcas limitan la vida a fatiga pues son pequeas grietas las cuales son mucho ms fciles de aumentar. Mejorando el acabado superficial mediante pulido aumenta la vida a fatiga.Otro factor como el medio puede afectar el comportamiento a fatiga de los materiales. Hay dos tipos de fatiga por el medio: fatiga trmica y fatiga con corrosin.La fatiga trmica se induce normalmente a temperaturas elevadas debido a tensiones trmicas fluctuantes. La causa de estas tensiones trmicas es la restriccin a la dilatacin y o contraccin que normalmente ocurren en piezas estructurales sometidas a variaciones de temperatura. La fatiga con corrosin ocurre por accin de una tensin cclica y ataque qumico simultneo. A consecuencia pueden producirse pequeas fisuras o picaduras que se comportarn como concentradoras de tensiones originando grietas. La de propagacin tambin aumenta en el medio corrosivo puesto que el medio corrosivo tambin corroer el interior de la grieta produciendo nuevos concentradores de tensin.