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

Abstract

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.