Mecánica de Fractura

Falla en Barcos:

Colapso de Presas

Presa de St Francis

Rotura de cañerías

Criterio Clásico:

f función del material

adm f / coef. Seguridad

trabajo función de las cargas

Criterio Mecánica de Fractura:Tenacidad a la Fractura Función del material y la geometría

Tamaño de la fisura

trabajo función de las cargas

Tenacidad a la Fractura

K: Factor de Intensidad de Tensiones

ó

G: Tasa de liberación de Energía

Mecánica de fractura computacional

• Método de los Elementos Finitos (MEF)

• Método de los Elementos de Contorno (BEM)

• Método de los Elementos Discretos (MED)

DESCRIPCION DEL MED

El MED consiste esencialmente en la discretización del continuo en módulos de reticulado espacial regulares, dónde las rigideces de las barras son equivalentes a la del continuo que se quiere representar. La masa del modelo es discretizada concentrándola en los nodos del sistema discreto.

Esquema de la placa en estudio. a) Geometría de la placa, en mm. b) detalle con el modelo deformado, para observar la fisura.

K estático

Cargas aplicadas lentamente

Fuerzas elásticas

El cálculo teórico del factor de intensidad de tensiones para este caso, resulta K/K0=1.93.

Midiendo los desplazamientos en la punta de la fisura

Realizando un Balance energético

Esquema de la placa en estudio. a) Geometría de la placa, en mm. b) detalle con el modelo deformado, para observar la fisura.

K dinámico

a) b)

Cargas aplicadas rápidamente

Energía Cinética

Reflexión de ondas de tensión

Fuerzas elásticas

Comparación de resultados en términos del K dinámico vs tiempo obtenidos en este trabajo y los obtenidos por otros autores

Midiendo los desplazamientos en la punta de la fisura

Conclusiones

En este trabajo se mostró la capacidad del Método de los Elementos Discretos (MED) para calcular parámetros de mecánica de fractura, en especial el factor de intensidad de tensiones estático y dinámico