Ensayo de fatiga en componentes para motores

Las nuevas generaciones de motores de combustión están cada vez más expuestas a más cargas (temperatura, presión). Por este motivo, los análisis de mecánica de la fractura y los ensayos de fatiga en los componentes utilizados constituyen una parte imprescindible del aseguramiento de la calidad. Los pulsadores de alta frecuencia (HFP) de Zwick con frecuencias de ensayo de hasta 300 Hz garantizan tiempos cortos de ensayo y, con ello, una elevada cantidad de probetas, por eso, son ideales para el ensayo de componentes para motores, tales como ejes de cigüeñal, bielas o tornillos.

Los pulsadores de alta frecuencia se emplean para determinar la resistencia a la fatiga en materiales y componentes. El típico ejemplo es el ensayo de fatiga por vibraciones según DIN50100 (curva de Wöhler) en régimen de cargas de tracción, compresión, pulsante y alternante. Para dichos ensayos, Zwick ha desarrollado el pulsador de alta frecuencia Amsler, disponible en cinco series con fuerzas de ensayo de 5 a 550 kN. Las altas frecuencias de ensayo de hasta 300 Hz garantizan tiempos de ensayo cortos y, con ello, una gran cantidad de probetas. El pulsador de alta frecuencia alcanza altas frecuencias y una gran amplitud de fuerza a una baja alimentación de energía; y precisa solamente un 2% del consumo energético de los equipos de ensayo servo-hidráulicos. Como no es necesario ningún grupo adicional hidráulico o de refrigeración, la instalación se puede llevar a cabo con facilidad. También es de fácil manejo, ya que el software de ensayos testXpert de Zwick está totalmente adaptado a las tareas de ensayo.

El pulsador de alta frecuencia se puede emplear para el ensayo de fatiga de bielas. En este caso, la frecuencia de ensayo es de 100 Hz aprox. y se estima un límite de fatiga de aprox. N=5x10⁶ ciclos. Con mordazas especiales tipo horquilla se sujeta la biela en el HFP de forma similar a su funcionamiento real. Un medio aceitoso permite llevar a cabo un ensayo de la biela en una situación muy parecida a la real.

Para determinar la curva de Wöhler según DIN 50100, se requiere una frecuencia relativamente baja para los ejes de cigüeñal; en este caso, también se puede utilizar el pulsador de alta frecuencia de Zwick. Para ello, con una frecuencia de ensayo de, p. ej: 80 Hz, como máximo 3x10⁶  se llevan a cabo ciclos seno controlados por fuerza según el método escalonado. La fatiga se efectúa por ensayo de flexión, teniendo en cuenta que la mesa de fijación y los útiles de ensayo están diseñados de manera que, al rodear el componente, se pueden ensayar diferentes segmentos de los ejes de cigüeñal.

Además, el HFP es ideal para realizar ensayos de fatiga en elementos de unión, tales como tornillos, remaches o costuras soldadas.