Daño estructural progresivo y localizado que se acumula bajo carga cíclica, iniciando grietas en concentradores de tensión y permitiendo el crecimiento de grietas mediante ciclos repetidos hasta que ocurre la fractura final.

Principio

Las inversiones o fluctuaciones repetidas de esfuerzo producen microplasticidad en ubicaciones de alta tensión, provocando la iniciación de pequeñas grietas que crecen de forma incremental bajo la intensidad de esfuerzo cíclico (a menudo descrito empíricamente por curvas S-N y leyes de crecimiento de grietas como la ley de Paris) hasta que el ligamento restante ya no puede soportar la carga y se produce la fractura por sobrecarga.

Demostración

Escenario ilustrativo: un eje giratorio experimenta millones de ciclos de baja amplitud; un defecto superficial en un filete inicia una grieta que crece lentamente y muestra marcas de playa, luego ocurre una ruptura catastrófica repentina cuando falla la sección residual. Incertidumbre: los factores ambientales (fatiga por corrosión), la tensión media y la carga multiaxial complican la predicción de vida.

Aplicación incorrecta

Llamar fatiga a una rotura por sobrecarga única o atribuir a fatiga una falla por afinamiento general inducida por corrosión sin evidencia de iniciación y propagación de grieta impulsada por esfuerzos cíclicos.

Consecuencia

La fatiga conduce a vidas útiles predecibles (pero dependientes de las condiciones) que a menudo se pueden alargar eliminando concentradores de tensión, reduciendo la amplitud cíclica, rediseñando la geometría, aplicando tratamientos superficiales o programando inspecciones basadas en datos S-N.

Inversión

Fractura por sobrecarga monotónica, fallo por fluencia bajo carga sostenida a alta temperatura o SCC ambiental son contrastes donde la cyclicidad no es el parámetro dominante.

Límite

Se aplica cuando las tensiones cíclicas (inversas o fluctuantes) son el impulsor dominante del daño; excluye fluencia estática, afinamiento puro por corrosión sin grietas inducidas por cyclicidad y sobrecargas instantáneas a menos que exista daño cíclico previo demostrado.

Tensión semántica

Está estrechamente relacionada con la corrosión por fatiga y con la SCC asistida por fatiga mecánica: la tensión es entre la cyclicidad mecánica como impulsor principal y los factores químicos/ambientales que pueden acelerar el crecimiento de grietas.

Síntesis

La fractura por fatiga es el proceso limitante de vida dependiente del número de ciclos, por el cual los concentradores de tensión inician grietas bajo cargas repetidas y permiten el avance incremental de las mismas hasta la falla de la sección residual; la mitigación se realiza reduciendo los efectos de esfuerzos cíclicos, mejorando el diseño de detalles y aplicando inspección basada en condición.