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Contenido:

Este libro está estructurado de forma que pueda servir como texto para estudiantes de ingeniería y como referencia de consulta para profesionales. Se presentan los principales procedimientos utilizados en la industria para el cálculo resistente de piezas y componentes de máquinas, con especial énfasis en los de análisis de fatiga producida por tensiones variables con el tiempo.

En el Tema I se describe el ciclo de desarrollo de productos; el Tema II está fundamentalmente dedicado al estudio del comportamiento de materiales con solicitaciones estáticas y su aplicación en diseño mecánico, describiendo en detalle conceptos como los de coeficiente de seguridad, fiabilidad, influencia del tipo de material, efectos locales de concentración de tensiones y mecánica lineal de la fractura.

El Tema III se ocupa del análisis de fatiga, comenzando por el caso de las tensiones alternas uniaxiales y siguiendo con los efectos con los efectos de las tensiones medias, daño acumulativo, tratamiento simple de los estados multiaxiales, estudio del crecimiento de grietas, materiales no férricos y criterios generales para diseño a fatiga. Se ha optado por hacer una presentación secuencial y muy detallada del procedimiento de análisis basado en tensiones, sin duda el más utilizado en la industria para el análisis de fatiga de ciclos altos; pero también se describe el basado en deformaciones, especialmente indicado para aplicaciones de ciclos bajos.



Índice:

- TEMA I. GENERALIDADES SOBRE DISEÑO Y ANÁLISIS MECÁNICO

CAPÍTULO 1. DISEÑO Y ANÁLISIS MECÁNICO EN LA ACTIVIDAD INDUSTRIAL
1.1. Investigación
1.2. Desarrollo de productos
1.3. Diseño, análisis y experimentación
1.4. Estado actual de la tecnología de análisis y diseño
1.5. Aspectos económicos
1.6. Análisis resitente
1.7. Bases de la arquitectura de máquinas
1.8. Esquema de un caso de desarrollo de producto
1.9. Conclusiones

Bibliografía

- TEMA II. COMPORTAMIENTO DE MATERIALES BAJO SOLICITACIONES ESTÁTICAS

CAPÍTULO 2. SOBRE TENSIONES, EXTENSIONES Y DESPLAZAMIENTOS
2.1. Tensión en un punto
2.2. Desplazamientos, extensiones y deformaciones
2.3. Relación tensiones-extensiones; ecuaciones constitutivas
2.4. Estados de tensión plana, de deformación plana y otros
2.5. Conclusiones

CAPÍTULO 3. PROPIEDADES MECÁNICAS Y SELECCIÓN DE MATERIALES
3.1. Selección de materiales
3.2. Propiedades cualitativas
3.3. Propiedades cuantitativas
3.4. Efectos locales; concentración de tensiones
3.5. Coeficientes de concentración de tensiones
3.6. Factores que favorecen el fallo frágil en materiales dúctiles
3.7. Conclusiones

CAPÍTULO 4. COEFICIENTE DE SEGURIDAD Y FIABILIDAD EN DISEÑO DE MÁQUINAS
4.1. Necesidad del coeficiente de seguridad
4.2. Influencia del material y del método de análisis
4.3. Selección de coeficientes de seguridad
4.4. Criterios probabilísticos en diseño de máquinas
4.5. Aplicación de la función fiabilidad
4.6. Métodos estadísticos, diseño probabilístico
4.7. Consideraciones estadísticas sobre carga y resistencia
4.8. Coeficiente de seguridad ordinario y estadístico
4.9. Conclusiones

CAPÍTULO 5. TEORÍAS DEL FALLO ESTÁTICO Y DE MECÁNICA DE LA FRACTURA EN DISEÑO Y ANÁLISIS MECÁNICO
5.1. Utilidad y necesidad de las teorías de fallo estático
5.2. Teorías de fallo para materiales frágiles
5.3. Teorías de fallo para materiales dúctiles
5.4. Criterios de fallo para materiales anisótropos
5.5. Finalidad de la mecánica de la fractura
5.6. Aplicación de la mecánica de la fractura
5.7. Análisis del campo de tensiones en el borde de grieta
5.8. Método de la tensión crítica
5.9. Criterio de Griffith
5.10. Algunas puntualizaciones sobre las tensiones en grietas
5.11. Combinación lineal de factores geométricos
5.12. Conclusiones

Bibliografía

- TEMA III. FATIGA DE MATERIALES EN ANÁLISIS Y DISEÑO MECÁNICO

CAPÍTULO 6. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS Y DISEÑO A FATIGA
6.1. Consideraciones iniciales
6.2. Antecedentes y estado actual
6.3. Aspectos cualitativos de la fatiga
6.4. Ensayos de fatiga
6.5. Conclusiones

CAPÍTULO 7. ANÁLISIS DE FATIGA CON TENSIONES UNIAXIALES ALTERNAS
7.1. Teorías para el análisis de fatiga
7.2. Resistencia a la fatiga y límite de fatiga
7.3. Coeficientes modificativos del límite de fatiga
7.4. Concentración de tensiones y sensibilidad a la entalla
7.5. Coeficientes modificativos para duración finita
7.6. Ecuaciones de Basquin para una pieza
7.7. Conclusiones

CAPÍTULO 8. ANÁLISIS DE FATIGA CON TENSIONES MEDIAS NO NULAS
8.1. Fatiga con tensiones medias; diagrama de Haigh
8.2. Criterios para el diagrama de Haigh en materiales dúctiles
8.3. Criterios para el diagrama de Haigh en materiales frágiles
8.4. Diagrama de Smith o de Goodman
8.5. Efecto de las tensiones medias sobre resistencia y duración
8.6. Tratamiento de la concentración de tensiones
8.7. Coeficiente de seguridad; equivalencia en tensiones
8.8. Margen de seguridad; equivalencia en duración
8.9. Aplicación a un caso de diseño
8.10. Conclusiones

CAPÍTULO 9. DAÑO ACUMULATIVO
9.1. Daño acumulativo: método de Palmgren-Miner
9.2. Daño acumulativo en fatiga: modificación de Manson
9.3. Procedimientos para cómputo de ciclos
9.4. Daño acumulativo con tensiones aleatorias
9.5. Caso práctico de cómputo range-pair y rainflow
9.6. Conclusiones

CAPÍTULO 10. ANÁLISIS DE FATIGA CON TENSIÓN MULTIAXIAL
10.1. Consideraciones generales sobre fatiga multiaxial
10.2. Estados multiaxiales simples con tensiones alternas
10.3. Estados multiaxiales simples con tensiones medias no nulas
10.4. Estados multiaxiales complejos
10.5. Estados multiaxiales en materiales frágiles
10.6. Aplicación al dimensionamiento de ejes de transmisión de potencia
10.7. Conclusiones

CAPÍTULO 11. MECÁNICA LINEAL DE LA FRACTURA EN FATIGA
11.1. Introducción
11.2. Propagación de grieta: ecuación de Paris
11.3. Efectos de retardo producidos por sobrecargas
11.4. Crecimiento de grieta con ciclos de amplitud constante
11.5. Crecimiento de grieta con ciclos de amplitud variable
11.6. Conclusiones

CAPÍTULO 12. EFECTOS DE LA TEMPERATURA Y FATIGA DE CICLOS BAJOS
12.1. Fatiga a altas temperaturas; fatiga térmica
12.2. Fatiga y creep
12.3. Modelo de deformación local; fatiga de ciclos bajos
12.4. Consideraciones sobre la concentración de tensiones
12.5. Conclusiones

CAPÍTULO 13. FATIGA DE MATERIALES NO FÉRRICOS
13.1. Fatiga de materiales metálicos no férricos
13.2. Fatiga de materiales homogéneos no metálicos
13.3. Fatiga de materiales compuestos
13.4. Conclusiones

CAPÍTULO 14. CRITERIOS PARA DISEÑO A FATIGA
14.1. Secuencia de diseño
14.2. Cálculo de tensiones variables
14.3. Análisis teórico de fatiga
14.4. Representación de estados de tensión mediante diagramas de excedencia
14.5. Ensayos de prototipos
14.6. Recomendaciones prácticas para diseño a fatiga
14.7. Conclusiones

Bibliografía

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