Implementation of a cooling system to develop experimental fatigue tests below zero grades Celsius

Implementación de un sistema de enfriamiento para desarrollar pruebas de fatiga por debajo de cero grados Celsius

Resumen

La temperatura es una de las propiedades de la materia con mayor influencia en el comportamiento de los materiales existentes en la naturaleza y aquellos diseñados por el hombre. Esta magnitud física permite demostrar y definir comportamientos y características de los materiales en la industria en general. Su influencia está presente en todos los lugares donde los materiales cumplen funciones, sin embargo, en algunas aplicaciones su influencia es muy pequeña, lo que permite ignorar sus efectos. En el caso de los aceros (uno de los materiales más utilizados a nivel industrial en la actualidad), la variación de temperatura produce dilatación o contracción, dependiendo de la magnitud de la temperatura y la variación que los afecta. Los aumentos de temperatura generan un fenómeno de expansión en los materiales, que bajo carga alcanzarán un punto donde presentan fallas por fatiga térmica. Lo opuesto es el de las caídas de temperatura, donde el fenómeno que ocurre es la contracción, que a menudo conduce a la pérdida de ajustes e interferencias que comprometen la funcionalidad e integridad del equipo. La falla por fatiga mencionada se presenta como resultado de las tensiones y deformaciones presentes en ambos casos. Se desea acondicionar un equipo de ensayo de fatiga por flexión rotativa con un sistema de enfriamiento para llevar el material de la muestra a temperaturas inferiores a cero grados Celsius, a fin de verificar cómo las bajas temperaturas afectan la resistencia del acero a fatiga. Para esto, se diseñó un sistema de enfriamiento y el equipo de fatiga se adaptó para reducir la transferencia de calor. Después de llevar a cabo esta implementación y determinar que los tamaños de los dispositivos eran adecuados para los propósitos propuestos, se realizaron las pruebas de temperatura iniciales y, una vez que se logró esta parte, se realizaron tres repeticiones de una prueba de fatiga rotativa que demostraron que el equipo puede operar normalmente.