Predicción probabilística de la tenacidad a fractura de la resina epoxi EPOLAM 2025 incluyendo el efecto del radio de Entalla

• A. Álvarez Vázquez ; M. Muñiz-Calvente ^[1] ; P. Fernández-Fernández ^[1] ; A. Fernández-Canteli ^[1] ; M. J. Lamela-Rey ^[1]
  1. [1] Universidad de Oviedo

     Universidad de Oviedo

     Oviedo, España

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 2, 2021, págs. 151-156
• Idioma: español
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    El diseño de componentes poliméricos comprende frecuentemente el análisis de entallas como elementos representativos de detalles estructurales. Los modelos utilizados en la predicción de fallo se basan en la identificación conservadora del comportamiento de componentes entallados con el de componentes agrietados. Entre estos modelos cabe destacar destacan aquellos basados en el concepto de tenacidad a fractura aparente Kc N . Sin embargo, debido a la naturaleza intrínsecamente aleatoria del proceso de fractura, las metodologías deterministas deberían de ser reemplazadas por otras probabilistas capaces de evaluar la variabilidad observada en el fallo de estos componentes, dando lugar así a diseños más fiables. En este trabajo se propone una aproximación probabilística de la Teoría de las Distancias Críticas (TCD) para predecir la tenacidad a fractura de la resina epoxi EPOLAM 2025 en probetas CT para distintos radios de entalla. En primer lugar, los resultados experimentales de tenacidad a fractura aparente para distintas entallas se transforman a una entalla única de referencia, ρ = 0, mediante la TCD. En segundo lugar, se definen probabilísticamente la tenacidad a fractura Kc del material mediante las fórmulas de punteo como una distribución de Weibull a partir de todos los resultados experimentales de las distintas entallas una vez transformados en el paso anterior. De esta forma, utilizando de nuevo la TCD se consigue definir el campo Kc N - ρ para cualquier valor del radio de entalla de forma probabilística. Finalmente, con objeto de validar el modelo, se comparan las predicciones realizadas con aquellas originales de la TCD determinística.

  • English

    Design of polymeric components are often concerned with notches as representative constructive details. The fracture assessment of these components based on the assumption of cracked components leads to over-conversative failure predictions. For this reason, several approaches have been proposed based on the apparent fracture toughness Kc N . Most of these approaches, however, are based on deterministic assumptions though the random character exhibited by the observed Kc N values for different notch radii. To this aim, a probabilistic extension of the Theory of Critical Distances (TCD) is proposed in this work to predict the fracture toughness of epoxy resin EPOLAM 2025 CT specimens for different notch radii. Firstly, the TCD is applied to transform each apparent fracture toughness into the equivalent fracture toughness for ρ = 0. Then, by applying plotting position schemes on these transformed values, the fracture toughness is probabilistically defined as a Weibull distribution. Then, the TCD is again used to recover the original values at different notch radii, allowing the Kc N - ρ field to be analytically derived for any notch condition. Finally, the probabilistic predictions are compared with those from the original deterministic TCD method in order to validate the proposed model.