Estudio a fatiga de uniones soldadas a tope. Comparativa y validación de las principales metodologías | [Fatigue analysis of butt welds. Comparison and validation of the main methodologies]

En este trabajo se presentan las principales metodologías de diseño de componentes estructurales soldados frente a la fatiga de alto número de ciclos, distinguiéndose entre el uso de curvas S-N experimentales frente a curvas S-N de diseño, y entre el uso de tensiones nominales, tensiones hot spot (o de punto caliente) y tensiones de entalla. Atendiendo únicamente a estas distinciones, sin tener en cuenta cuestiones como la variedad de curvas de diseño existentes en las distintas normas o procedimientos de análisis, surgen seis posibles metodologías, por lo que frente al diseño de un determinado componente se hace necesario conocer la precisión y la seguridad asociadas a cada una de ellas.

Con este objetivo, y centrando el análisis en el estudio a fatiga de uniones soldadas a tope, se plantea un doble programa experimental que permite, en primer lugar, obtener las curvas S-N experimentales de la unión soldada y, en segundo lugar, validar las distintas metodologías frente a distintos tipos de secuencias de fatiga.

Los resultados muestran como el uso de las curvas S-N experimentales generan resultados menos conservadores que las curvas S-N de diseño cuando el número de ciclos de carga es muy elevado, en tanto que ocurre lo contrario cuando la situación se acerca a la fatiga de bajo número de ciclos. De igual modo, se observa cómo el uso de tensiones nominales, cuya obtención es más sencilla que la de las tensiones hot spot y las tensiones de entalla, ha proporcionado generalmente resultados más satisfactorios que los de estas últimas, al contrario de lo que cabe esperar por lo descrito en la bibliografía.

Con todo ello se recomienda el uso de las tensiones nominales con curvas de diseño o con curvas experimentales, dependiendo de la relación de tensiones (tensión mínima /tensión máxima) dominante.