¿Qué es Fatiga por vibración?
La prueba de fatiga por vibración es una prueba en la que la muestra se expone en un agitador a vibraciones sinusoidales o aleatorias durante un período prolongado, evaluando el daño por fatiga y la degradación inducida por resonancia.
Objetivo de Fatiga por vibración
El objetivo es representar, de forma acelerada, la vibración que experimentará un componente que funciona en un vehículo, avión o máquina a lo largo de su vida útil, y verificar su resistencia.
¿A qué productos se aplica Fatiga por vibración?
- Electrónica y sujetadores para automóviles.
- Unidades de aviónica aeroespacial
- Equipamiento de vehículos ferroviarios
- Módulos de batería
- Sensores y conectores
¿En qué sectores se utiliza Fatiga por vibración?
Normas relacionadas con Fatiga por vibración
- IEC 60068-2-6prueba de vibración sinusoidal prueba
- IEC 60068-2-64prueba de vibración aleatoria prueba
- ISO 16750-3cargas mecánicas en el equipamiento del vehículo prueba
- MIL-STD-810 Método 514
- RTCA DO-160 Sección 8
Condiciones de Fatiga por vibración
- Tipo de vibración
- Barrido sinusoidal, aleatorio o sinusoidal aleatorio
- Perfil
- El rango de frecuencia y la amplitud/PSD se definen en la especificación.
- Tiempo
- Duración por eje según lo definido (en el orden de horas)
- Número de ejes
- Generalmente por separado en tres ejes perpendiculares.
Equipo para Fatiga por vibración
- Agitador electrodinámico y amplificador de potencia.
- Acelerómetros y sistema de control de vibraciones.
- Accesorio de montaje
- Equipo de monitoreo de funciones
Requisitos de muestra para Fatiga por vibración
- La muestra debe montarse con un dispositivo que represente el método de instalación real.
- La resonancia del dispositivo debe estar fuera de la banda de prueba.
- Se debe realizar una búsqueda de resonancia antes de la prueba.
- Se debe definir el método de supervisión de funciones.
Duración de Fatiga por vibración
Debido a la duración definida por eje y por tres ejes, la duración total suele ser de varios días.
Procedimiento de Fatiga por vibración
- 1La muestra se monta en el dispositivo y se colocan los acelerómetros.
- 2Se realiza una búsqueda de resonancia para identificar frecuencias críticas.
- 3Se carga el perfil de especificación y se verifica el control.
- 4La vibración se aplica durante la duración definida en cada eje.
- 5El funcionamiento se comprueba durante y después de la prueba.
- 6El cambio de frecuencia se evalúa con una búsqueda de resonancia final.
Criterios de aceptación de Fatiga por vibración
El criterio de aceptación está definido en la especificación: sin daños estructurales, continuidad de función y sin cambios en la frecuencia de resonancia más allá del límite especificado.
Evaluación de resultados
Se comparan las búsquedas de resonancia previas y posteriores a la prueba; un cambio de frecuencia indica un aflojamiento estructural o una grieta. La inspección visual y la prueba de funcionamiento se evalúan juntas.
Informe de Fatiga por vibración
- Estándar y perfil aplicados.
- Rango de frecuencia, amplitud/PSD y duración
- Información del eje y descripción del dispositivo.
- Resultados de búsqueda de resonancia (pre/post)
- Estado de funcionamiento e inspección visual.
Acreditación
EUROLAB posee una acreditación reconocida internacionalmente obtenida de organismos de acreditación que forman parte de los acuerdos de reconocimiento multilateral de IAF e ILAC, según ISO/IEC 17025 para pruebas de laboratorio, ISO/IEC 17020 para inspección y vigilancia, e ISO/IEC 17021-1 e ISO/IEC 17065 para certificación de sistemas y productos. Esta cadena garantiza que los informes y certificados emitidos sean aceptados en todo el mundo.
La posibilidad de ofrecer esta prueba dentro del alcance acreditado depende de su producto y del estándar aplicado; Dado que la acreditación se basa en métodos, el alcance se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Alcance y autorizacionesRegulaciones Relacionadas
- UNECE R10 y especificaciones OEM automotrices
- Requisitos de equipos aeroespaciales
Mekanik Testler — ¿Qué abarca este campo de ensayo?
La siguiente sección describe el campo al que pertenece el ensayo Fatiga por vibración; las condiciones y criterios de aceptación de este ensayo en particular figuran en las secciones anteriores. El alcance específico de su producto se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Los ensayos mecánicos miden cómo se comporta un material o una pieza bajo fuerza. La familia abarca desde la carga estática (tracción, compresión, flexión) hasta el comportamiento dependiente del tiempo (fatiga, fluencia), y desde la dureza y el desgaste hasta la tenacidad a la fractura.
Lo que estos ensayos tienen en común es que el resultado se reporta como una PROPIEDAD DEL MATERIAL. El límite elástico o la dureza no son una decisión de conformidad; son datos numéricos con los que se comparará el diseño y la norma de producto. Por ello, los informes de ensayo mecánico suelen ser un dato de entrada para una decisión de ingeniería y no para una aprobación de producto — selección de material, coeficiente de seguridad, predicción de vida útil.
La distinción entre comportamiento estático y dinámico es la clave para entender el ámbito. Una pieza puede parecer completamente sin esfuerzo bajo carga estática y, sin embargo, romperse bajo carga repetida; la rotura por fatiga se produce a tensiones muy por debajo del límite elástico y no da aviso. Para piezas rotativas, vibrantes o sometidas a carga cíclica, un ensayo de tracción por sí solo no es, por tanto, una prueba suficiente.
Las condiciones de ensayo determinan el resultado, y esto es crítico para la legibilidad del informe: geometría de la probeta, velocidad de carga, temperatura, acondicionamiento y disposición de sujeción. El mismo material da valores distintos en condiciones distintas. En los plásticos el efecto de la velocidad es muy pronunciado, en los metales el efecto de la temperatura; en los compuestos la orientación de la probeta cambia por completo el resultado.
La dureza es la medición más mal utilizada en el ámbito. Al ser rápida, casi no destructiva y económica, se usa a menudo en lugar de la resistencia. Existen tablas de conversión de dureza a resistencia, pero son APROXIMADAS y dependen del grupo de materiales; usarlas como única evidencia en la aceptación de material es incorrecto.
El lado de la mecánica de fractura exige una competencia específica. Las mediciones de tenacidad a la fractura y de velocidad de crecimiento de grietas por fatiga permiten calcular cuánto durará una estructura agrietada; son la base del diseño tolerante al daño en ámbitos como equipos a presión, estructuras aeronáuticas y oleoductos.
Grupos de métodos en este campo
Ensayos estáticos
Tracción, compresión, flexión, cizallamiento y torsión. Se obtienen el límite elástico y la resistencia a la tracción, el alargamiento y el módulo de elasticidad.
Ensayos de impacto
Impacto con entalla Charpy e Izod; se determina el comportamiento de transición dúctil-frágil del material en función de la temperatura.
Dureza
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore y microdureza. Valioso para la profundidad del tratamiento superficial y las diferencias locales de resistencia.
Fatiga
Fatiga axial controlada por fuerza y deformación, fatiga en flexión; curvas S-N y límite de fatiga.
Fluencia y relajación de tensiones
Comportamiento bajo carga a largo plazo a alta temperatura; determinante para materiales de calderas, turbinas y equipos a presión.
Mecánica de fractura
Tenacidad a la fractura en deformación plana, integral J, CTOD y velocidad de crecimiento de grietas por fatiga.
Desgaste y fricción
Abrasión Taber y tambor giratorio, mediciones del coeficiente de fricción.
Confusiones frecuentes en este campo
- Calcular la resistencia a partir de la dureza es aproximado; no puede usarse como única evidencia en la aceptación de material.
- Una resistencia estática adecuada no demuestra la resistencia a la fatiga; una pieza sometida a carga cíclica requiere un ensayo aparte.
- Si no se registran la velocidad y la temperatura del ensayo, el resultado no es comparable, especialmente en polímeros y compuestos.
- Una probeta de ensayo y la pieza real pueden no dar el mismo valor; la orientación de moldeo, las líneas de soldadura y las diferencias de tratamiento superficial influyen.
- Un valor de resistencia dado para un compuesto sin indicar la orientación de la probeta carece de sentido.
- Los equivalentes ASTM e ISO miden la misma magnitud pero usan geometrías de probeta distintas; los resultados no se consideran directamente equivalentes.
Qué decisiones respaldan estos resultados
- Verificación del diseño y selección de materiales
- Control de materiales entrantes y aprobación de proveedor
- Cumplimiento de los requisitos mecánicos de la norma de producto
- Análisis de fallos, predicción de vida útil y cálculo de tolerancia al daño
- Verificación de los procesos de tratamiento térmico y superficial
Pruebas relacionadas
Preguntas frecuentes sobre Fatiga por vibración
¿Cuál es la diferencia entre vibración sinusoidal y aleatoria?
Sine concentra energía en una sola frecuencia y es eficaz para identificar resonancias. Random aplica energía simultáneamente a través de una banda ancha y representa mejor el entorno real del vehículo/aeronave.