Soluciones del Factor de Intensidad de Estrés para Grietas Externas Anulares Excéntricas en Barras Redondas Muescadas bajo Carga de Tensión
Autores: Toribio, Jesús; Matos, Juan-Carlos; González, Beatriz; González, Iván
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Factor de intensidad de esfuerzo
Grietas externas anulares excéntricas
Barras redondas con muescas elípticas
Carga de tensión
Análisis de elementos finitos en 3D
Tasa de liberación de energía
Licencia
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En este artículo, se han obtenido soluciones del factor de intensidad de tensión (SIF) para grietas externas anulares excéntricas en barras redondas con muescas elípticas bajo carga de tracción mediante análisis de elementos finitos en 3D, junto con su relación con la tasa de liberación de energía obtenida con el contorno del integral J. Las variables de análisis han sido el diámetro del ligamento, su excentricidad y la relación de aspecto de la muesca elíptica. El SIF máximo aumenta con la excentricidad del ligamento, la presencia de la muesca (en comparación con cuando la barra es lisa) y el semieje axial de la muesca elíptica (para la misma profundidad de la muesca); disminuye con el diámetro del ligamento. Para las grietas externas, la excentricidad induce una flexión de la barra sometida a carga de tracción, lo que puede producir contacto parcial y total de la superficie de la grieta, fenómenos relevantes en términos del valor del SIF en los diferentes puntos del frente de la grieta.
Descripción
En este artículo, se han obtenido soluciones del factor de intensidad de tensión (SIF) para grietas externas anulares excéntricas en barras redondas con muescas elípticas bajo carga de tracción mediante análisis de elementos finitos en 3D, junto con su relación con la tasa de liberación de energía obtenida con el contorno del integral J. Las variables de análisis han sido el diámetro del ligamento, su excentricidad y la relación de aspecto de la muesca elíptica. El SIF máximo aumenta con la excentricidad del ligamento, la presencia de la muesca (en comparación con cuando la barra es lisa) y el semieje axial de la muesca elíptica (para la misma profundidad de la muesca); disminuye con el diámetro del ligamento. Para las grietas externas, la excentricidad induce una flexión de la barra sometida a carga de tracción, lo que puede producir contacto parcial y total de la superficie de la grieta, fenómenos relevantes en términos del valor del SIF en los diferentes puntos del frente de la grieta.