Formulación de una nueva definición de fatiga mecánica

Ingeniería Mecánica 2024;27(2):e692. ISSN 1815-5944 Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría Artículo corto Formulación de una nueva definición de fatiga mecánica Formulation of a new definition of mechanical fatigue Pavel Michel Almaguer-ZaldivarI, *, Lidia María Pérez-VallejoII I. Universidad de Holguín, Facultad de Ingeniería. Departamento Mecánica Aplicada. Holguín, Cuba II. Empresa Provincial de Gestión de Inmuebles de Holguín Gestar. Holguín, Cuba. *Autor de correspondencia: Este documento posee una licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial 4.0 internacional Recibido: 1 de febrero de 2023 Aceptado: 12 de abril de 2023 _________________________________________________________________________________________ Resumen La fatiga mecánica es objeto de estudio permanente para los ingenieros e investigadores interesados en el comportamiento de los materiales. El objetivo del trabajo fue formular una definición nueva para la fatiga mecánica. Se propuso un procedimiento que se basa en la revisión bibliográfica, a partir de la cual se elaboró una matriz binaria con 37 definiciones de fatiga y 49 factores tratados en ellas. Con la aplicación del índice de Jaccard, se obtuvo otra matriz que se procesó en el software UCINET y con la herramienta NetDraw se representó la red social de las relaciones entre los diferentes factores. Entre los resultados se obtuvieron tres grupos de factores que influyen sobre la fatiga y cuales son aquellos factores que tienen mayor centralidad. Se demostró una vez más la multiplicidad de factores que influyen en el fallo por fatiga. En esta investigación se propuso una definición nueva basada en las tres etapas que se producen durante la falla por fatiga. Palabras claves: fatiga mecánica, análisis estadístico, red social, índice de Jaccard. _________________________________________________________________________________________ Abstract Mechanical fatigue is a permanent object of study for engineers and researchers interested in the behavior of materials. The objective of this work was to formulate a new definition for mechanical fatigue. A procedure was proposed that is based on the literature review, from which a binary matrix was developed with 37 definitions of fatigue and 49 factors treated in them. With the application of the Jaccard index, another matrix was obtained that was processed in the UCINET software and with the NetDraw tool the social network of the relationships between the different factors was represented. Among the results, three groups of factors that influence fatigue and which are those factors that have greater centrality were obtained. The multiplicity of factors that influence fatigue failure was demonstrated once again. In this research, a new definition was proposed based on the three stages that occur during fatigue failure. Key words: mechanical fatigue, statistical analysis, social network, Jaccard index. Cómo citar este artículo, norma Vancouver: Almaguer Zaldivar PM, Pérez Vallejo LM. Formulación de una nueva definición de fatiga mecánica. Ingeniería Mecánica. 2024;27(2):e692. 1. Introducción Los estudios de fatiga cíclica permiten identificar la localización de los puntos críticos donde es posible la incidencia de fallos estructurales o fractura de cualquier componente de un sistema [1]. Ejemplo de esto se ve en el interés en lograr construcciones ligeras de acero, en las que los aceros de alta resistencia han ganado importancia [2]. Precisamente uno de los fenómenos que degradan a los materiales en equipos de plantas de procesos es la fatiga mecánica [3]. El diseño y la manipulación adquieren importancia cuando se alcanza elevadas propiedades de fatiga porque el procesamiento y la manufactura de aceros de elevada resistencia son más exigentes, en particular la soldadura. En adición a los desafíos y requerimientos relacionados a las cargas estáticas y a la fabricación, la consideración del desempeño a fatiga es de máxima importancia cuando las estructuras soldadas de aceros de elevada resistencia son introducidas para aplicaciones estructurales [4]. Se plantea que más del 60 % del fallo en la caja de velocidad de aerogeneradores se debe a la fatiga [5]. Las propiedades a fatiga del material dependen del diseño de los componentes y de las características micro estructurales. Este último es responsable del comportamiento probabilístico a fatiga, debido a las variaciones en la microestructura [6]. Sitio: https://ingenieriamecanica.cujae.edu.cu Correo electrónico: 1 Almaguer Zaldivar PM, Pérez Vallejo LM. Formulación de una nueva definición de fatiga mecánica El Análisis de Redes Sociales, SNA (Social Networks Analysis) permite evaluar las diferentes relaciones entre factores diversos. Numerosos estudios actuales que se basan en el SNA [7-9] utilizaron el software UCINET para analizar los datos de la red social y convertirlos a un formato que sea leído por la herramienta NetDraw, la que permite visualizar la red social en forma gráfica, definida por nodos que se corresponden con cada factor y flechas que expresan las interrelaciones entre ellos. En [10] se realizó el análisis bibliométrico de una revista. Para ello, utilizaron una red social para profundizar en la relación de cooperación entre autores. En una red dada, la importancia de los grupos puede ser modelada por la medida de la centralidad de los grupos. El índice de centralidad de Freeman es una manera de normalizar cualquier centralidad dada o la medida de la centralidad del grupo, lo que permite comparar parámetros individuales o grupos de diferentes redes [11, 12]. Para comparar los valores de centralidad de diferentes gráficos con posible diferentes tamaños, en la definición de la centralidad de Freeman se usa una fórmula normalizada, donde el divisor normalizado está basado en la varianza de la centralidad teóricamente mayor en cualquier gráfico de una clase de gráficos dada [11]. El grado de centralidad de un nodo es el número total de nodos que se conectan con él. Basado en esta medida, mientras más vecinos tenga un nodo, este tiene mayor influencia en la red [13]. El índice de Jaccard es la distancia entre dos unidades [14] y puede ser aplicado para medir la concordancia entre un número arbitrario de factores [15]. Esto permite agrupar diferentes factores acorde con las interrelaciones que hay entre ellos. En este trabajo se utiliza este índice para evaluar la concordancia entre diferentes factores que influyen en la fatiga mecánica. El SNA se ha convertido en una herramienta necesaria para comprender y describir el comportamiento social de los usuarios y sus relaciones. Este ha reemplazado metodologías tradicionales de las ciencias sociales que incluyen cuestionarios, exámenes y entrevistas. El SNA permite analizar una variedad de aspectos prácticos de aplicaciones multidisciplinarias [16]. Como se aprecia; la respuesta a fatiga de los componentes de máquinas y estructuras es un tema actual de ob (...truncated)