Análisis numérico de los efectos de contacto parcial en el desarrollo de desgaste por fatiga en frotamiento.

Abstract

La fatiga por frotamiento o por contacto se presenta con movimiento tangencial entre las superficies, el cual es producto de las fuerzas de oscilación a las que se encuentran sometidas. El movimiento de contacto causa desprendimiento de material entre las superficies, a veces es acompañado con la oxidación tanto de las asperezas como de las superficies causando daños irreversibles a las superficies. En este trabajo se presenta una reseña de las investigaciones que se han realizado acerca del fenómeno de fatiga por contacto entre las superficies y sus precursores. Además se presenta una breve descripción de los fenómenos que se presentan en el desarrollo de la fatiga por frotamiento tales como el contacto entre superficies, desgaste, y fatiga. El desarrollo analítico y numérico de los efectos de contacto en una geometría simple de cilindro- plano empleando las suposiciones del modelo de Hertz y sin considerar la fricción para el contacto entre materiales similares además de la elaboración de los análisis para materiales diferentes. Además se realizó una simulación numérica de desgaste empleando las consideraciones de contacto mencionadas y las deformaciones registradas por el programa computacional. Estos análisis fueron realizados con la finalidad de la obtención de los resultados de presión de contacto, área de contacto además de observar donde se encuentra la concentración de esfuerzos que provocarán finalmente la fractura. The fretting fatigue occurs with tangential movement between the surfaces, which is a product of the oscillation forces to which they are subjected. The contact movement causes material to be laid between the surfaces, sometimes accompanied by the oxidation of both roughness and surfaces causing irreversible damage to surfaces. This paper presents an overview of the research that has been carried out on the phenomenon of fretting fatigue between surfaces and their precursors. In addition, a brief description of the phenomena occurring in the development of fretting fatigue such as contact between surfaces, wear, and fatigue is presented. The analytical and numerical development of the contact effects in a simple cylinder-plane geometry using the Hertz model assumptions and without friction for the contact between similar materials besides the elaboration of the analyzes for different materials. In addition, a numerical wear simulation was performed using the mentioned contact considerations and the deformations recorded by the computer program. These analyzes were performed with the purpose of obtaining the results of contact pressure, area of contact and also to observe where the concentration of stresses that finally will cause the fracture.