Aplicación de la teoría del crack analogue y cálculo de factores de intensidad de tensiones equivalentes para problemas de contacto

Abstract

Consulta en la Biblioteca ETSI Industriales (7521)

[ES] El presente proyecto versa sobre la realización de tres trabajos en los campos de la Mecánica de la Fractura y de la teoría del Contacto Completo. Dichos tres trabajos objeto del proyecto son los siguientes: - Comprobación de la teoría del Crack Analogue 2D. El concepto de Crack Analogue hace referencia a que existe una analogía entre los campos de tensiones en las proximidades del extremo de una grieta y los campos de tensiones en la vecindad del punto extremo de la zona de contacto completo entre dos cuerpos. Sobre esta analogía se han obtenido en la literatura resultados analíticos de las nombradas distribuciones de tensiones y lo que se ha hecho en este trabajo es comprobar dicha analogía mediante el uso de métodos numéricos, en concreto, mediante el uso del método de los Elementos Finitos. Con ello se han analizado las pequeñas diferencias y matices entre las soluciones obtenidas mediante los dos procedimientos y se ha corroborado la validez de la teoría. Figura 1. Extremo de grieta y extremo de zona de contacto. - Estudio bajo deslizamiento parcial de cuerpos en contacto completo bidimensional al incluir tensión bulk. En este apartado se han estudiado, de nuevo mediante el método de los elementos finitos, las diferentes condiciones en que se encuentra la zona de contacto entre dos cuerpos (haciendo esto referencia a si están completamente adheridos, si hay parte de dicha zona de contacto que desliza y parte que no, e incluso si hay dos partes de la zona de contacto deslizando y una no) en función del estado de cargas a los que están sometidos. Para este estudio también se tienen resultados analíticos, por ello se comentarán también las posibles discordancias y la validez de los datos obtenidos. - Cálculo de Factores de Intensidad de Tensiones equivalentes en problemas de contacto completo bidimensional. El Factor de Intensidad de Tensiones (de ahora en adelante ¿FIT¿ o también ¿K¿) es un concepto de la teoría de mecánica de la fractura que se utiliza para la caracterización de grietas y se puede calcular a partir de las distribuciones de tensiones en las proximidades del extremo de grieta. Por la similitud entre los campos de tensiones comentada anteriormente, este concepto es aplicable también en contacto, y cuando es aplicado en este contexto se le llama FIT equivalente. En contacto es interesante este concepto porque está directamente relacionado con la vida de iniciación de grieta (es decir, los ciclos que tardará en nuclearse una grieta en el contacto). Dos casos de contacto con el mismo FIT tendrán la misma vida de iniciación de grieta. Entonces, para cada uno de los casos de carga estudiados en el trabajo anterior se han calculado los FIT, y con ello se elaborarán una serie de gráficas que permitirán observar cómo dependen éstos del estado de cargas. Al igual que antes, se trabajará con el método de los elementos finitos y se tendrá resultados analíticos con los que comparar.