En bastidores industriales sometidos a cargas dinámicas, el problema no suele ser un fallo inmediato. El problema aparece con el tiempo, cuando pequeñas tensiones repetidas acaban provocando grietas y paradas inesperadas. Ahí entra en juego el cálculo de fatiga.
Cálculo de fatiga en bastidores sometidos a cargas dinámicas
Los bastidores que soportan maquinaria, actuadores o conjuntos móviles trabajan bajo solicitaciones variables. Vibraciones, aceleraciones y ciclos repetitivos generan un escenario donde el cálculo estático no es suficiente.
Por qué la fatiga es crítica en bastidores dinámicos
En cargas dinámicas, las tensiones cambian con el tiempo. Aunque estén por debajo del límite resistente, su repetición puede provocar daño acumulado.
Este tipo de fallo suele aparecer en soldaduras, uniones atornilladas y zonas con cambios bruscos de sección.
Identificación de ciclos y niveles de carga
El primer paso es entender cómo trabaja el bastidor en servicio. Se analizan ciclos reales, amplitud de cargas y número de repeticiones durante la vida útil prevista.
Sin esta información, cualquier cálculo de fatiga pierde valor práctico.
Modelo FEM del bastidor
Se construye un modelo FEM que representa geometría, materiales y uniones. El mallado se ajusta especialmente en zonas sensibles a concentraciones de tensión.
Este trabajo forma parte de los servicios de cálculo de elementos finitos FEM aplicados a estructuras industriales.
Análisis dinámico previo al cálculo de fatiga
Antes de evaluar la fatiga, se realiza un análisis dinámico para obtener tensiones variables en el tiempo. Puede tratarse de un análisis modal, armónico o transitorio, según el tipo de excitación.
De este análisis se extraen las historias de tensión necesarias para el estudio de daño.
Evaluación del daño por fatiga
Con las tensiones dinámicas, se aplican criterios de fatiga basados en curvas S–N del material. Se evalúa el daño acumulado y la vida útil estimada del bastidor.
- Detección de zonas críticas.
- Estimación de vida bajo condiciones reales.
- Comparación entre distintas soluciones de diseño.
Ajustes de diseño a partir del cálculo
El cálculo de fatiga no se queda en el diagnóstico. Permite introducir cambios localizados: refuerzos, mejoras en soldaduras o modificación de geometrías.
Estos ajustes reducen concentraciones de tensión y alargan la vida útil sin sobredimensionar todo el bastidor.
Validación final del bastidor
Tras los cambios, se repite el análisis para confirmar la mejora en comportamiento. El bastidor queda validado para trabajar bajo cargas dinámicas durante el periodo previsto.
Este enfoque se integra en proyectos de ingeniería mecánica de innovación, donde el cálculo acompaña al diseño desde fases tempranas.
Aplicación en líneas y estructuras industriales
El cálculo de fatiga se aplica tanto a bastidores aislados como a líneas completas. En instalaciones integradas en edificios, se coordina con ingeniería civil y BIM industrial para asegurar coherencia estructural.
Más información general disponible en kernova.es.
Preguntas frecuentes
¿Un bastidor puede fallar por fatiga aunque aguante en estático?
Sí. Las cargas repetidas pueden provocar daño acumulado aunque las tensiones sean moderadas.
¿Es necesario calcular la fatiga en todos los bastidores?
En bastidores sometidos a vibraciones o ciclos repetitivos, sí.
¿Se puede aplicar a estructuras existentes?
Sí. El FEM permite evaluar vida restante y proponer refuerzos.
