Diseño de un banco de pruebas configurable para realizar distintos ensayos de fatiga en metales

Abstract

Este trabajo muestra el diseño de un banco de pruebas que permite modificar su configuración para realizar al menos dos tipos de ensayos de fatiga en probetas metálicas. El proyecto tiene fines académicos y se evalúa la posibilidad de que el Laboratorio de Materiales de la ESPOL ofrezca servicios de caracterización de resistencia a la fatiga en metales a empresas constructoras externas. Se implementó el AHP para seleccionar la mejor alternativa de cuatro planteadas. De este análisis resultaron óptimos dos ensayos de la matriz de selección: fatiga axial y de torsión. Entre las normas más importantes, se usaron las siguientes normas ASTM: E606 para el dimensionamiento de las probetas y la STP 588 para el procedimiento del ensayo de fatiga convencional. De los elementos diseñados, solamente dos no están para vida infinita bajo una carga máxima de tracción de 70kN, la cual no siempre se va a implementar. La frecuencia máxima del cilindro hidráulico es de 6.13Hz. La carga máxima de torsión es 30Nm a una frecuencia de 60rpm horario-antihorario. Entre los elementos seleccionados de mayor importancia están: servomotor, estación hidráulica, cilindro y elementos de control. El proyecto no abarca la programación del sistema de control ni la conexión de cables; es netamente de diseño mecánico. El costo de inversión es de $30.847,40. Debido a este alto valor, no resulta viable para el laboratorio recuperar la inversión, sino limitar la máquina netamente para fines académicos.