Análisis de fallas de estructuras y elementos mecánicos

Análisis de fallas de estructuras y elementos mecánicos

Espejo Mora, Edgar / Hernández Albañil, Héctor

$ 100,000.00
En stock
Editorial:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Materia
Ingeniería civil
ISBN:
978-958-783-022-4
Páginas:
734
Encuadernación:
Rústica
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TABLA DE CONTENIDO

PRÓLOGO

1 INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE FALLAS

1.1 Fallas y su clasificación

1.2 Modo de falla y mecanismo de falla

1.3 Fuentes generales de las fallas

1.4 Causa raíz de falla

1.5 Solicitación, resistencia y factor de seguridad

1.6 Probabilidad de falla y con fiabilidad

1.7 Análisis complementarios a los de falla

1.8 Costos, tiempo y perfil de los analistas de falla

1.9 El papel del análisis de falla en la metódica del diseño

1.10 Ética en los análisis de fallas

1.11 Estadísticas defallas

1.12 Comentarios finales

1.13 Lecturas recomendadas y referencias

2 FALLAS POR DEFORMACIÓN, FALLAS POR VIBRACIÓN Y ANÁLISIS DE DEFORMACIONES

2.1 Clasificación general de las fallas por deformación

2.2 Modos de falla por deformación

2.2.1 Deflexión fuera de rango

2.2.2 Estado vibratorio fuera de rangos

2.2.3 Deformación plástica

2.2.4 Fluencia lenta o termofluencia

2.3 Lecturas recomendadas y referencias

3 FALLAS POR FRACTURA Y FRACTOGRAFÍA

3.1 Clasificación general de las fracturas

3.2 Marcas características en las superficies de fractura

3.3 Textura de las superficies de fractura

3.4 Participación de la deformación plástica

3.5 Fracturas súbitas

3.5.1 Mecanismo de la fractura súbita frágil por clivaje

3.5.2 Mecanismo de la fractura súbita frágil intergranular

3.5.3 Fractografía de las fracturas súbitas frágiles

3.5.4 Mecanismo de fractura súbita dúctil por formación y coalescencia de microvacíos intragranulares

3.5.5 Fractografía de las fracturas súbitas dúctiles

3.5.6 Fractografía de las fracturas súbitas mixtas

3.6 Fracturas progresivas por fatiga

3.6.1 Mecanismos de la fatiga en metales

3.6.2 Fractografía de las fracturas por fatiga en metales

3.7 Fracturas progresivas por fatiga térmica

3.8 Generalidades sobre las fracturas asistidas por el ambiente

3.9 Fracturas progresivas por corrosión esfuerzo

3.9.1 Mecanismos del agrietamiento por corrosión esfuerzo en metales

3.9.2 Fractografía de las fracturas por corrosión esfuerzo en metales

3.10 Fracturas progresivas por corrosión fatiga

3.10.1 Mecanismos del agrietamiento por corrosión fatiga en metales

3.10.2 Fractografía de las fracturas por corrosión fatiga en metales

3.11 Fracturas progresivas por corrosión fatiga térmica

3.12 Daño por hidrógeno y fracturas por hidrógeno

3.12.1 Mecanismos de los agrietamientos debido al daño por hidrógeno

3.12.2 Fractografía de los agrietamientos debido al daño por hidrógeno

3.13 Fracturas o agrietamientos debido a fragilización por contacto con metales en estado sólido o líquido

3.13.1 Mecanismos del agrietamiento debido a fragilización por contacto con metales en estado sólido o líquido

3.13.2 Fractografía de los agrietamientos debido a fragilización por contacto con metales en estado sólido o líquido

3.14 Fracturas o agrietamientos debido a fragilización dinámica

3.14.1 Mecanismos del agrietamiento debido a la fragilización dinámica

3.14.2 Fractografía de los agrietamientos debido a la fragilización dinámica

3.15 Agrietamientos y fracturas por fIuencia lenta o termofIuencia

3.15.1 Mecanismos del agrietamiento debido a la termofIuencia

3.15.2 Fractografía de los agrietamientos y fracturas por termofIuencia

3.16 Agrietamientos y fracturas por fatiga termomecánica

3.17 Lecturas recomendadas y referencias

4 FALLAS POR DESGASTE Y DESGASTOGRAFÍA

4.1 Clasificación general de las fallas por desgaste en metales

4.2 Modos de falla por desgaste en metales

4.2.1 Desgaste adhesivo

4.2.2 Desgaste abrasivo

4.2.3 Fatiga superficial

4.2.4 Cavitación

4.2.5 Ludimiento o vibrodesgaste

4.2.6 Desgaste por erosión

4.2.7 Erosión por descarga eléctrica

4.2.8 Sinergia erosión-corrosión

4.2.9 Vibro corrosión

4.2.10 Fatiga por ludimiento o por vibrocorrosión

4.3 Lecturas recomendadas y referencias

5 FALLAS POR CORROSIÓN Y ANÁLISIS DE PIEZAS CORROÍDAS

5.1 Clasificación general de las fallas por corrosión mediante interacción química en metales

5.2 Formas de la corrosión a nivel microscópico mediante la interacción química en metales

5.2.1 Corrosión homogénea

5.2.2 Corrosión intergranular

5.2.3 Corrosión por agrietamiento

5.2.4 Corrosión por dealeado

5.2.5 Corrosión selectiva de fase

5.3 Formas de la corrosión a nivel macroscópico mediante interacción química en metales

5.3.1 Corrosión uniforme o general

5.3.2 Corrosión por picadura

5.3.3 Corrosión por celdas de concentración

5.3.4 Corrosión por rendija

5.3.5 Corrosión bajo depósitos

5.3.6 Corrosión por tuberculación

5.3.7 Corrosión por par galvánico

5.3.8 Corrosión preferente en zonas soldadas

5.3.9 Sinergia corrosión desgaste

5.3.10 Sinergia corrosión fractura

5.4 Lecturas recomendadas y referencias

6 DEFICIENCIAS DE MATERIAL Y PROCESO DE FABRICACIÓN EN METALES

6.1 Discontinuidad, in homogeneidad, anisotropía y defecto

6.2 Deficiencias asociadas a piezas fundidas

6.3 Deficiencias asociadas a piezas deformadas plásticamente

6.4 Deficiencias asociadas a piezas mecanizadas o electro erosionadas

6.5 Deficiencias asociadas a piezas tratadas térmicamente o con tratamiento superficial termoquímico

6.6 Deficiencias asociadas con piezas soldadas

6.7 Ejemplos de fallas con causas físicas en deficiencias de material o proceso de fabricación

6.8 Lecturas recomendadas y referencias

7 METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS DE FALLAS

7.1 Análisis del mecanismo de falla

7.1.1 Recopilación de antecedentes de la falla

7.1.2 Determinación de los modos de falla presentes

7.1.3 Análisis de material y proceso de manufactura

7.1.4 Determinación del mecanismo de falla

7.1.5 Elaboración de informe, conclusiones y recomendaciones

7.2 Análisis de causa raíz

7.2.1 Recopilación de antecedentes de la fuente de falla identificada

7.2.2 Determinación de los modos de falla humanos u organizacionales

7.2.3 Verificación de ejecución de procedimientos

7.2.4 Determinación del mecanismo de falla humano u organizacional

7.2.5 Elaboración de informe, conclusiones y recomendaciones

7.3 Aspectos comunes entre los análisis del mecanismo de falla y de causa raíz

7.4 Herramienta del árbol de falla

7.5 Análisis de aptitud para el servicio y de ingeniería forense

7.6 Lecturas recomendadas y referencias

8 CASOS DE ANÁLISIS DE FALLAS

8.1 Análisis de la falla de sistemas de transmisión trasera de vehículos de pasajeros

8.1.1 Fractografías

8.1.2 Recopilación de antecedentes de falla

8.1.3 Discusión de resultados y concepto

8.1.4 Recomendación

8.1.5 Comentario sobre la causa raíz de falla

8.2 Análisis de la falla de un riel de ferrocarril

8.2.1 Descripción de la falla

8.2.2 Fractografía

8.2.3 Composición química, dureza y metalografía

8.2.4 Discusión de resultados y concepto

8.2.5 Recomendaciones

8.3 Análisis de la falla por fractura de un alambre y concepto forense

8.3.1 Descripción de la falla

8.3.2 Fractografía

8.3.3 Recopilación de antecedentes de falla

8.3.4 Ensayos de metalografía y micro dureza

8.3.5 Discusión de resultados y concepto

8.3.6 Recomendaciones

8.3.7 Concepto forense

8.4 Análisis de la falla por corrosión de un tubo estructural

8.4.1 Inspección visual y análisis de la pieza corroída

8.4.2 Recopilación de antecedentes de falla

8.4.3 Discusión de resultados y concepto

8.4.4 Recomendación

8.5 Análisis de la falla por fractura de una tubería de drenaje

8.5.1 Descripción de la falla

8.5.2 Fractografía

8.5.3 Recopilación de antecedentes de falla

8.5.4 Ensayos de metalografía, dureza y composición química

8.5.5 Discusión de resultados y concepto

8.5.6 Recomendaciones

8.5.7 Comentario sobre la causa raíz de falla

8.6 Análisis de la falla por agrietamiento de una tubería de caldera acuatubular

8.6.1 Descripción de la falla

8.6.2 Inspección visual y fractografía

8.6.3 Ensayos de metalografía, dureza y composición química

8.6.4 Composición de los depósitos blancos

8.6.5 Discusión de resultados y concepto

8.6.6 Recomendaciones

8.7 Análisis de la falla por fractura de un eje de bomba

8.7.1 Descripción de la falla

8.7.2 Recopilación de antecedentes de falla

8.7.3 Fractografía, inspección visual y ensayos no destructivos

8.7.4 Ensayos de metalografía, dureza y composición química

8.7.5 Discusión de resultados y concepto

8.7.6 Recomendaciones

8.7.7 Comentario sobre la causa raíz de falla

8.8 Análisis de la falla de engranajes de transmisión

8.8.1 Descripción de la falla y recopilación de antecedentes

8.8.2 Inspección visual y fractografía

8.8.3 Estimación del efecto de la repotenciación de los vehículos en los esfuerzos de pie de diente de los engranajes

8.8.4 Estimación del efecto del cambio de engranajes sobre los esfuerzos en pie de diente

8.8.5 Análisis químicos, metalografías y perfiles de micro dureza

8.8.6 Discusión de resultados y concepto

8.8.7 Recomendaciones

8.8.8 Comentario sobre la causa raíz de falla

8.9 Análisis de la falla de un eje de embobinado de papel y de su aptitud para el servicio

8.9.1 Descripción de la falla y recopilación de antecedentes

8.9.2 Inspección visual y fractografía

8.9.3 Análisis químicos, metalografías y microdurezas

8.9.4 Discusión de resultados y concepto

8.9.5 Determinación de la vida residual de los ejes

8.9.6 Recomendaciones

8.10 Comentarios finales acerca de los casos de falla analizados

8.11 Lecturas recomendadas y referencias

9 MODOS DE FALLA COMUNES EN EJES

9.1 Clasificación de los modos de falla

9.2 Fallas por fractura

9.2.1 Fracturas súbitas

9.2.2 Fracturas por fatiga

9.2.3 Fracturas por corrosión esfuerzo

9.2.4 Fracturas por corrosión fatiga

9.3 Fallas por deformación plástica

9.4 Fallas por desgaste

9.5 Fallas por corrosión

9.6 Fallas por rigidez

9.7 Fallas por desbalanceo

9.8 Fallas por vibración

9.9 Causas físicas de los diferentes modos de falla

9.9.1 Causas de las fracturas súbitas

9.9.2 Causas de las fracturas por fatiga

9.9.3 Causas de las fracturas por corrosión esfuerzo

9.9.4 Causas de las fracturas por corrosión fatiga

9.9.5 Causas de las fallas por deformación plástica

9.9.6 Causas de las fallas por desgaste

9.9.7 Causas de las fallas por corrosión

9.9.8 Causas de las fallas por rigidez, desbalanceo y vibración

9.10 Lecturas recomendadas y referencias

10 MODOS DE FALLA COMUNES EN ENGRANAJES

10.1 Clasificación de los modos de falla

10.2 Fallas por agrietamiento y fractura

10.3 Fallas por desgaste

10.4 Fallas por deformación plástica

10.5 Fallas por corrosión

10.6 Falla por ludimiento o vibro corrosión en la superficie interna del cubo

10.7 Fallas por rigidez y vibración

10.8 Situaciones que aceleran la aparición de los diferentes modos de falla

10.9 Causas físicas de los diferentes modos de falla

10.9.1 Causas de las fallas por agrietamientos y fracturas

10.9.2 Causas de las fallas por pérdida del perfil de diente mediante desgaste

10.9.3 Causas de las fallas por pérdida del perfil de diente mediante deformación plástica

10.9.4 Causas de las fallas por pérdida del perfil de diente mediante corrosión

10.9.5 Causas de las fallas por ludimiento o vibrocorrosión en la superficie interna del cubo

10.9.6 Causas de las fallas por rigidez y vibración

10.10 Lecturas recomendadas y referencias

11 MODOS DE FALLA COMUNES EN CABLES

11.1 Clasificación de los modos de falla

11.2 Fallas por agrietamiento y fractura

11.3 Fallas por desgaste

11.4 Fallas por deformación plástica

11.5 Fallas por descarga eléctrica

11.6 Fallas por corrosión

11.7 Fallas por rigidez

11.8 Fallas por vibración

11.9 Situaciones que aceleran la aparición de los diferentes modos de falla

11.10 Causas físicas de los diferentes modos de falla

11.10.1 Causas de las fallas por agrietamiento y fractura

11.10.2 Causas de las fallas por desgaste

11.10.3 Causas de las fallas por deformación plástica

11.10.4 Causas de las fallas por descarga eléctrica

11.10.5 Causas de las fallas por corrosión

11.10.6 Causas de las fallas por rigidez

11.10.7 Causas de las fallas por vibración

11.11 Lecturas recomendadas y referencias

12 MODOS DE FALLA COMUNES EN RODAMIENTOS

12.1 Clasificación de los modos de falla

12.2 Fallas por desgaste

12.3 Fallas por deformación plástica

12.4 Fallas por descarga eléctrica

12.5 Fallas por corrosión

12.6 Fallas por fractura

12.7 Causas físicas de los diferentes modos de falla

12.7.1 Causas de las fallas por desgaste

12.7.2 Causas de las fallas por deformación plástica

12.7.3 Causas de las fallas por descarga eléctrica

12.7.4 Causas de las fallas por corrosión

12.7.5 Causas de las fallas por fractura

12.8 Lecturas recomendadas y referencias

13 MODOS DE FALLA COMUNES EN COJINETES

13.1 Clasificación de los modos de falla

13.2 Fallas por desgaste

13.3 Fallas por cavitación

13.4 Fallas por descarga eléctrica

13.5 Fallas por corrosión

13.6 Fallas por formación de depósitos

13.7 Fallas por deformación plástica o fractura

13.8 Patrones de contacto en la superficie de deslizamiento

13.9 Causas físicas de los diferentes modos de falla

13.9.1 Causas de las fallas por desgaste

13.9.2 Causas de las fallas por cavitación

13.9.3 Causas de las fallas por descarga eléctrica

13.9.4 Causas de las fallas por corrosión

13.9.5 Causas de las fallas por formación de depósitos

13.9.6 Causas de las fallas por deformación plástica y fractura

13.10 Lecturas recomendadas y referencias

14 MODOS DE FALLA COMUNES EN TORNILLOS Y TUERCAS

14.1 Clasificación de los modos de falla

14.2 Fallas por agrietamiento y fractura

14.3 Fallas por deformación plástica

14.4 Fallas por ludimiento o vibro corrosión en vástago o filetes de rosea

14.5 Fallas por corrosión

14.6 Fallas por daño en roscas

14.7 Fallas por daño en cabezas de fijación o apriete

14.8 Fallas por rigidez

14.9 Situaciones que aceleran la aparición de los diferentes modos de falla

14.10 Causas físicas de los diferentes modos de falla

14.10.1 Causas de las fallas por agrietamiento y fractura

14.10.2 Causas de las fallas por deformación plástica

14.10.3 Causas de las fallas por ludimiento o vibrocorrosión

en vástago o filetes de rosca

14.10.4 Causas de las fallas por corrosión

14.10.5 Causas de las fallas por daño en roseas

14.10.6 Causas de las fallas por daño en cabezas de fijación

14.10.7 Causas de las fallas por rigidez

14.11 Lecturas recomendadas y referencias

15 MODOS DE FALLA COMUNES EN UNIONES SOLDADAS

15.1 Clasificación de los modos de falla

15.2 Fallas por agrietamiento y fractura

15.3 Fallas por Corrosión

15.4 Fallas por desgaste

15.5 Fallas por deformación plástica

15.6 Fallas por rigidez

15.7 Fallas por vibración

15.8 Situaciones que aceleran la aparición de los diferentes modos de falla

15.9 Causas físicas de los diferentes modos de falla

15.9.1 Causas de las fallas por agrietamiento y fractura

15.9.2 Causas de las fallas por corrosión

15.9.3 Causas de las fallas por desgaste

15.9.4 Causas de las fallas por deformación plástica

15.9.5 Causas de las fallas por rigidez y vibración

15.10 Lecturas recomendadas y referencias

16 MODOS DE FALLA COMUNES EN TUBERÍAS Y CUERPOS DE CALDERA

16.1 Clasificación de los modos de falla

16.2 Fallas por formación de depósitos

16.3 Fallas por corrosión en el lado de aguas

16.4 Fallas por corrosión en el lado de gases

16.5 Fallas por agrietamiento y fractura

16.6 Fallas por erosión

16.7 Fallas por vibración

16.8 Consideraciones generales

16.9 Causas físicas de los diferentes modos de falla

16.9.1 Causas de las fallas por formación de depósitos

16.9.2 Causas de las fallas por corrosión en el lado de aguas

16.9.3 Causas de las fallas por corrosión en el lado de gases (oxidación)

16.9.4 Causas de las fallas por agrietamiento y fractura

16.9.5 Causas de las fallas por erosión

16.9.6 Causas de las fallas por vibración

16.10 Lecturas recomendadas y referencias

ÍNDICE DE FIGURAS

ÍNDICE DE TABLAS

ÍNDICE TEMÁTICO

Este texto se diseñó para servir en curvos de pregrado y posgrado de análisis de fallas de elementos mecánicos y estructuras, y como elemento de consulta para profesionales en ejercicio en esta área. Se presenta la metodología básica del análisis de tallas, así como una descripción detallada de la mayoría de modos de falla por deformación, fractura, desgaste y corrosión que se presentan en elementos mecánicos y estructuras metálicas.

A lo largo del libro se usan ejemplos de casos de falla, cuyo análisis fue abordado por los autores, para poder describir mejor las características de cada modo de falla v sus causas más comunes.

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