Módulo de Weibull
 | Este artículo puede resultar confuso o poco claro para los lectores . ( Agosto de 2008 ) |
El módulo de Weibull es un parámetro adimensional de la distribución de Weibull que se utiliza para describir la variabilidad en la resistencia medida del material de materiales frágiles.
Para cerámicas y otros materiales quebradizos, la tensión máxima que puede resistir una muestra antes de fallar puede variar de una muestra a otra, incluso en condiciones de prueba idénticas. Esto está relacionado con la distribución de los defectos físicos presentes en la superficie o el cuerpo de la muestra frágil, ya que los procesos de rotura frágil se originan en estos puntos débiles. Cuando las fallas son consistentes y distribuidas uniformemente, las muestras se comportarán de manera más uniforme que cuando las fallas se agrupan de manera inconsistente. Esto debe tenerse en cuenta al describir la resistencia del material, por lo que la resistencia se representa mejor como una distribución de valores en lugar de como un valor específico. El módulo de Weibull es un parámetro de forma para la distribución de Weibullmodelo que, en este caso, mapea la probabilidad de falla de un componente a diferentes esfuerzos.
Considere las mediciones de resistencia realizadas en muchas muestras pequeñas de un material cerámico quebradizo. Si las mediciones muestran poca variación de una muestra a otra, el módulo de Weibull calculado será alto y un solo valor de resistencia serviría como una buena descripción del desempeño de una muestra a otra. Se puede concluir que sus defectos físicos, ya sean inherentes al propio material o resultantes del proceso de fabricación, se distribuyen uniformemente por todo el material. Si las mediciones muestran una gran variación, el módulo de Weibull calculado será bajo; esto revela que las fallas se agrupan de manera inconsistente y la fortaleza medida será generalmente débil y variable. Los productos fabricados con componentes de módulo de Weibull bajo exhibirán baja confiabilidad y sus fortalezas estarán ampliamente distribuidas.
Los procedimientos de prueba para determinar el módulo de Weibull se especifican en DIN EN 843-5 y DIN 51110-3.
Otro método para determinar la resistencia de los materiales quebradizos ha sido descrito por la contribución de Wikibook Determinación del enlace más débil mediante el uso de estadísticas de Weibull de tres parámetros .
Definición
Si la distribución de probabilidad de la fuerza, X , es una distribución de Weibull con su densidad dada por
entonces k es el módulo de Weibull.
El valor de k muestra el tipo de falla que se está experimentando. Si k <1, entonces la tasa de fallas disminuye con el tiempo. Esto implica que las partes débiles y defectuosas fallan al principio, y las secciones más duras sobreviven. Si k = 1, la tasa de falla permanece constante. Esto implica que se está produciendo una falla aleatoria. Por lo tanto, debe haber algún factor externo lo suficientemente fuerte como para causar una falla aleatoria, independientemente de si la sección es fuerte o débil. Si el valor de k> 1, la tasa de falla aumenta con el tiempo. Esto apunta a algún tipo de proceso de envejecimiento, el debilitamiento del material con el paso del tiempo.
Referencias
- Afferrante L. et al. (2006) "¿Es el módulo de Weibull realmente una constante del material? Caso de ejemplo con grietas colineales que interactúan". Revista Internacional de Sólidos y Estructuras , 43 (17). doi : 10.1016 / j.ijsolstr.2005.08.002
- Klein, CA (2009) "Resistencia característica, módulo de Weibull y probabilidad de falla del vidrio de sílice fundido". Ingeniería óptica , 48, 113401. doi : 10.1117 / 1.3265716
enlaces externos
- Módulo de Weibull en Cerámica Técnica Breviario
