Caracterización, mediante elementos finitos, del comportamiento elasto – plástico de un material granular empleado en capas de subbalasto ferroviario en un ensayo CBR

Abstract

[EN]

This work is part of the Master in Mechanical and Materials Engineering by the Polytechnic University of Valencia. This work studies the elasto-plastic behavior of a granular material used in railway sub-ballast by means of a CBR test. Values obtained after the characterization of the material will be used for to suggest a finite-element model of the mentioned test probe. Values obtained in the modelling will be confronted with those obtained with the CBR test. It is important to highlight that the test performed in this analysis has the singularity of the extensometric cells included in different parts of the probe. This fact has allowed assessing the stress status in different parts of the element and comparing it with the result obtained in the numerical simulation. The main objective is to assess to what extent can the finite-element model proposed to predict granular material properties be used as an alternative to the expensive methods used traditionally. In particular, ANSYS software has been used to perform the finite-element analys for the simulation and modelling.

[ES] El trabajo que nos ocupa se realiza como parte del Máster de ingeniería Mecánica y de Materiales impartido por la Universidad Politécnica de Valencia. En el mismo se hace un estudio del comportamiento elasto-plástico de un material granular empleado en capas de subbalasto ferroviario en un ensayo CBR. Los valores obtenidos en la caracterización del material servirán para la creación de un modelo de elementos finitos de la probeta del citado ensayo. A partir de los resultados de la modelización, se han comparado los valores con los del ensayo CBR. Cabe destacar que el ensayo realizado presenta la particularidad de que se han incluido células extensométricas en determinadas zonas de la probeta, lo que ha permitido evaluar el estado tensional en diferentes partes de la misma y su comparación con la simulación numérica. El objetivo final es conocer la utilidad que puede tener el modelo de elementos finitos construido para predecir propiedades del material granular que se obtienen con otros tipos de ensayos de carácter más completo y costoso. En concreto, para el modelado y simulación mediante MEF se ha empleado el software de elementos finitos ANSYS.

[CA] El treball que ens ocupa s’ha dut a terme com a part del Màster d’Enginyeria Mecànica i de Materiales impartit per la Universitat Politècnica de València. En aquest treball es fa un estudi del comportament elasto-plàstic d’un material granular en capes de subbalast ferrioviari en un assaig CBR. Els valors obtinguts en la caracterització del material serviran per la creació d’un model d’elements finits de la proveta de l’assaig mencionat. A partir dels resultats de la modelització, s’han comparat els valors amb els obtesos mitjançant l’assaig CBR. Cap destacar que l’assaig dut a terme presenta la singularitat de que s’han inclòs cèl·lules extensomètriques en certes zones de la proveta, la qual cosa ha permés evaluar l’estat tensional en diferents parts de l’element i la seua comparació amb la simulació numérica. L’objectiu és conèixer la utilitat que pot tindre el model d’elements finits proposat per a predir propietats del material granular que s’obtenen mitjançant altre tipus d’assajos més complets i costosos. En concret, per al modelatge i simulació mitjançant elements finits s’ha utilitzat el software ANSYS.