Uso del ensayo small punch (SPT) en la caracterización a fatiga de un acero estructural S355

Resum

El Small Punch Test (SPT) es un ensayo que permite caracterizar el comportamiento mecánico de materiales, sometidos a solicitaciones cuasi-estáticas a partir de muestras muy pequeñas (10x10x0.50mm). En estas condiciones, el SPT ha demostrado una gran aplicabilidad, en la determinación de parámetros de tracción, como el límite elástico (ys) o la resistencia mecánica (u) de aceros, contando ya con una norma Europea que lo respalda. En este trabajo se desarrolla y propone una metodología que permita la aplicación de este ensayo en condiciones de carga cíclica, buscando la determinación del límite de fatiga de un acero estructural S355. Para ello, se han realizado ensayos de fatiga, fijando la carga máxima en un cierto porcentaje de la carga Py que habitualmente se utiliza en la determinación del límite elástico del material (ys = 1Py/t2 ) y utilizando una relación de cargas R = 0.1. En estos ensayos se constató que el daño se inicia en la zona central de la cara de la probeta sometida a tracción, formándose varias grietas, que posteriormente crecían radialmente, hasta detenerse a una cierta distancia del empotramiento, sin que en ninguna ocasión se produjese una rotura catastrófica. Sobre esta base, se define el fallo a fatiga SPT (curva SPT) en el momento en el que se inicia el daño, momento que se detecta a partir de medidas de flexibilidad. La curva SPT-N así obtenida se ha comparado con la proveniente de ensayos de fatiga rotativa (R = -1), justificando las diferencias entre ambas curvas en base a todas aquellas variables que afectan al comportamiento a fatiga como la relación de cargas (R), distribución de tensiones o el tamaño de las probetas. En base a todo ello, se propone una correlación entre ambos ensayos.