Determinación de la confiabilidad de elementos mecánicos basados en el daño acumulado generado por vibración aleatoria

Abstract

El artículo presenta el análisis de falla por fatiga de un elemento mecánico generada por vibración aleatoria. El análisis de falla se realiza para mostrar que del análisis de vibración actual, no es posible determinar la confiabilidad real del elemento, que el análisis de vibración es complejo y que este es de naturaleza estadística. También se muestra que debido a que actualmente al análisis de vibración, no se le puede asociar una distribución de probabilidad para realizar los cálculos de los índices de confiabilidad, entonces no es posible usar un modelo de relación vida esfuerzo para determinar los índices de confiabilidad. De esa forma, en lugar de usar una distribución de probabilidad, actualmente en el análisis de vibración se usa el daño acumulado por vibración como la variable representativa, y en base a este daño se determina la confiabilidad del elemento. El daño es representativo porque este se acumula considerando el efecto del tiempo, la geometría, el peso y la resonancia. Desafortunadamente, aunque actualmente ya se logra obtener de manera eficiente el daño acumulado hasta el índice de daño critico 𝑫 = 𝟏, debido a que no se ha asociado una distribución de probabilidad, la confiabilidad real del elemento mecánico sigue siendo desconocida. Como demostración numérica de que aun que el daño se acumule de manera eficaz la confiabilidad real del elemento no es posible determinarla, se analiza la viga en cantiléver dada en Kumar 2008. Del análisis 𝑫 = 𝟏 ocurrió en el séptimo bloque, implicando que la confiabilidad real, aunque desconocida es mayor a la requerida para vibración de 97%. Para observar que aunque desconocida esta es mayor a 97%, mencionamos que para estar cerca de 0.97%, 𝑫 = 𝟏 debió de ocurrir en el segundo renglón.