La fatiga: es un fenómeno que aparece en elementos sometidos a cargas variables en módulo y/o dirección respecto a la pieza.

Se observa que los elementos sometidos a cargas variables fallan para tensiones inferiores a la resistencia a fluencia del material obtenida del ensayo estático a tracción. Además el fallo se produce, en muchos casos, sin deformación previa aparente. Este tipo de rotura se llama rotura por fatiga.

El fallo depende de la carga aplicada y del número de ciclos de fluctuación.

La fractura por fatiga presenta una sección en la que se distinguen dos zonas: una zona brillante, en la que se aprecia el grano del material, similar a la de una rotura frágil, y otra mate, con unas marcas ligeras, como ondulaciones de arena en la playa, que es por la que empezó el fallo y que se ha ido oxidando parcialmente desde el inicio del proceso. En la figura se aprecian diferentes ejemplos de ejes fracturados por fatiga.

El fallo por fatiga se inicia en muchos casos a partir de una pequeña grieta o defecto (superficial o interno). Esta grieta va agrandándose con la aplicación de numerosos ciclos de carga, hasta que finalmente la sección resistente del material no es capaz de soportar el esfuerzo y rompe de manera repentina. Las marcas de avance de la grieta son apreciables en muchos casos como pequeñas ondulaciones. La amplitud relativa de las dos zonas diferenciadas en la sección fracturada depende de la intensidad del esfuerzo.

Criterio de soderberg:

Criterio de resistencia a fatiga utilizado para el análisis de la resistencia de piezas sometidas a tensiones fluctuantes con componente de tensión media positiva. El criterio se basa en los valores de tensión media y alternante en el punto analizado y establece que la pieza resistirá en el punto analizado siempre que se cumpla:

Gráficamente el criterio se representa por un línea recta en el gráfico de tensión media frente a tensión alternante, denominada línea de Soderberg, que indica la frontera del fallo. Cualquier punto con una combinación de tensiones media y alternante a la izquierda de la línea resistirá, mientras que uno a la derecha de la línea fallará según este criterio.

El coeficiente de seguridad en el punto analizado se obtiene, de acuerdo con este criterio, mediante el cociente:

Criterio de Goodman modificado:

Criterio de resistencia a fatiga utilizado para el análisis de la resistencia de piezas sometidas a tensiones fluctuantes con componente de tensión media positiva. El criterio se basa en los valores de tensión media y alternante en el punto analizado y establece que la pieza resistirá en el punto analizado siempre que se cumplan las dos condiciones:

La segunda condición diferencia este criterio del criterio de Goodman estableciendo la condición de que la tensión total en el punto analizado (suma de las componentes medias y alternantes) no supere nunca el límite de fluencia.

Gráficamente el criterio se representa por un línea quebrada en el gráfico de tensión media frente a tensión alternante. Para tensiones alternantes elevadas la línea coincide con la del criterio de Goodman, mientras que para tensiones alternantes pequeñas, predomina la segunda ecuación anterior, representada por la línea de fluencia. Cualquier punto con una combinación de tensiones media y alternante a la izquierda de la línea quebrada resistirá, mientras que uno a la derecha de la línea fallará según este criterio.

El coeficiente de seguridad en el punto analizado se obtiene, de acuerdo con este criterio, mediante el cociente:

Criterio de Gerber:

Criterio de resistencia a fatiga utilizado para el análisis de la resistencia de piezas sometidas a tensiones fluctuantes con componente de tensión media positiva. El criterio se basa en los valores de tensión media y alternante en el punto analizado y establece que la pieza resistirá en el punto analizado siempre que se cumpla:

Gráficamente el criterio se representa por un parábola en el gráfico de tensión media frente a tensión alternante, denominada parábola de Gerber, que indica la frontera del fallo. Cualquier punto con una combinación de tensiones media y alternante a la izquierda de la línea resistirá, mientras que uno a la derecha de la línea fallará según este criterio.

El coeficiente de seguridad en el punto analizado se obtiene, de acuerdo con este criterio, mediante el cociente: