Análisis numérico bidimensional del efecto de campos de tensiones no uniformes en grietas en modo mixto

• R. García ^[1] ; D. Camas ^[1] ; F. V. Antunes ^[1] ; B. Moreno ^[1] ; P. Lopez-Crespo ^[1] ; J. Zapatero ^[1]
  1. [1] Universidad de Málaga

     Universidad de Málaga

     Málaga, España

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 3 (comunicaciones 5th Iberian Conference on Structural Integrity), 2022, págs. 149-154
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    La probeta con taladro centrado es un tipo de geometría a partir de la cual las grietas se propagan con frecuencia. En algunos casos, el análisis combinado de carga en modo mixto I y II tiene cierta relevancia industrial. Por este motivo, se ha realizado un análisis numérico bidimensional de una grieta que emana de un taladro en una placa de aleación de aluminio. Se han calculado las áreas plastificadas y los desplazamientos alrededor de la grieta para siete estados de carga biaxial diferentes. Para ello, se ha modificado el ángulo de aplicación de la carga desde 23.4° (modos I+II) hasta 90° (modo I puro) considerando incrementos de 11.1°, y se ha mantenido constante el valor nominal de carga. Con el objetivo de obtener áreas más precisas, se ha utilizado un análisis de elementos finitos basado en el submodelado. Posteriormente, para contrastar los resultados, se han comparado los campos de desplazamiento en la superficie alrededor de la grieta con los resultados obtenidos de forma experimental usando la técnica de correlación de imágenes. Después de la validación del modelo, se ha estudiado la evolución de las zonas plastificadas en condiciones de tensión y deformación plana para diferentes valores de carga nominal.

  • English

    The hole-in-a-plate sample is a type of geometry from which cracks often propagate. In some cases, the analysis of combined mode I and II loadings has industrial relevance. For that reason, a bi-dimensional numerical study of a crack emanating from a hole in an aluminium alloy specimen has been accomplished. Yielded areas and displacements around the crack have been calculated for seven mixed-mode cases, modifying the loading angle from 23.4° (mode I+II) to 90° (pure mode I) considering increments of 11.1°, and keeping constant the nominal load. In order to get more precise areas, a finite element analysis based on sub-modelling was used. The displacement fields in the surface around the crack have been compared with experimental results obtained using the digital image correlation technique to validate the numerical results of the model. After the validation, the evolution of the yielded areas under plane strain and plane stress conditions has been studied for different nominal load values.