Análisis comparativo de modelos Strip-Yield en crecimiento de grietas por fatiga aleatoria

Abstract

Modelos Strip Yield para el análisis del crecimiento de grietas por fatiga implementados en programas comerciales son evaluados y comparados tanto en sus capacidades de predicción como en los fundamentos que los diferencian, enfrentándolos a regímenes de carga de amplitud constante, variable y aleatoria. Los modelos empleados han sido el “constant constraint-loss” (CCL) y el “variable constraint-loss” (VCL) incluidos en el programa comercial “Nasgro”, y el modelo Strip-Yield incluido en el programa “Fastran”. En las simulaciones también han sido evaluadas las capacidades predictivas aportadas por las diferentes opciones de manejo de los programas. Los ensayos con los que se contrastan las simulaciones han sido, para amplitud constante las bases de datos incluidas en el programa Nasgro y los realizados en la UMA, y para aleatoria se han simulado, sobre cuatro procesos aleatorios gaussianos estacionarios a dos niveles de carga, veinte historias de carga diferentes para cada proceso y nivel. Los tres modelos muestran aceptables capacidades predictivas del comportamiento en crecimiento de grietas por fatiga para todos los regímenes de carga, obteniéndose las mejores predicciones con el modelo VCL; siendo este el modelo que mejor estima la variabilidad debida a la aleatoriedad de las cargas. En el uso de los programas es puesta en evidencia la sensibilidad de los modelos a la elección de los parámetros de comportamiento de materiales que deben ser introducidos por el usuario, no habiendo aún sido establecido un procedimiento de selección comúnmente aceptado. Comprobándose previamente la viabilidad del uso conjunto de datos correspondientes a distintos materiales, espesores y probetas para el análisis del comportamiento en crecimiento de grietas, se aportan ecuaciones de crecimiento en amplitud constante aplicables a una amplia horquilla de espesores para los materiales y geometrías tratados.