Análisis numérico del efecto de la interacción entre grietas en componentes mecánicos

Abstract

En el presente trabajo fin de grado se analizará el efecto que la interacción entre grietas pueda tener en los campos de tensiones en los contornos de los vértices de dichas grietas mediante la utilización del método de elementos finitos. En primer lugar, con la ayuda de probetas de titanio tipo CT (Compact Tension) y MT (Middle Tension), se estudiarán los parámetros más relevantes para la correcta simulación numérica del fenómeno de interacción entre grietas. Una vez hallados los parámetros más influyentes se hará uso de la probeta de titanio tipo DEN (Double Edge Notched). En esta probeta tipo DEN habrá dos variables geométricas muy destacables como son, la longitud de grieta y la separación entre las entallas, las cuales se irán variando de valor para obtener unas conclusiones importantes. Los análisis se llevarán a cabo a través del cálculo del factor de intensidad de tensiones observando cómo evoluciona éste a medida que varían los diferentes parámetros.

In the current work it is analysed the effect that the interaction between cracks can produce in the stress fields around the crack tips by using the finite element method. First, with the assistance of titanium CT (Compact Tension) and MT (Middle Tension) specimens, the most relevant parameters for the correct numerical simulation of the phenomenon of interaction between cracks. Once the most influencing parameters have been found, a DEN (Double Edge Notched) specimen will be used for the current study. Two geometrical variables are very remarkable on this kind of specimen, such as the crack length and the separation between cracks, whose value will be modified to analyse how the problem is changing in order to establish some conclusions. Different analysis will be carried out from the calculation of stress intensity factor by observing how it is modified as the different parameters change.