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Análisis experimental y numérico del factor de Intensidad de Esfuerzo (KI) en modo de esfuerzo mixto utilizando el Ensayo Arcan

Resumen

En este proyecto de grado se desarrolla una propuesta que permite definir factores de intensidad de esfuerzos para diferentes modos de falla basado en la implementación de un ensayo arcan a partir de modelos experimentales y modelos computacionales, se estudia el comportamiento de los factores de intensidad de esfuerzos Ki para materiales metálicos, en este caso el material utilizado fue una aleación de Aluminio Al 1100 H14 la cual es muy utilizada en las industrias automovilísticas y aeronáuticas. En este proyecto se desarrollaron pruebas para diferentes modos de falla, 0° (modo 2 – cortante puro), 45° (modo mixto) y 90° (modo 1 – axial puro), dichas pruebas fueron realizadas de manera experimental y computacionalmente. En la parte experimental se utilizó un ensayo ARCAN, dicho modo de implementación y características se muestran en este documento, a partir del cual se obtuvieron valores de fuerzas y desplazamiento aplicados a la probeta en estudio, con los cuales se calcularon los factores de intensidad de esfuerzos Ki para cada uno de los modos de falla; para el desarrollo computacional de este proyecto se utilizó el software Ansys Workbench en el cual se desarrolló un modelo en elementos finitos que permitió estimar los factores de intensidad de esfuerzo para los diferentes modos de falla estudiados. Una vez se obtuvieron los resultados experimentales y computacionales se buscó realizar una comparación mediante la determinación de porcentajes de errores entre estos resultados. Con este estudio se pudo demostrar que la utilización del software Ansys Workbench es viable en la determinación de factores de intensidad de esfuerzo para diferentes modos de falla en ensayos tipo ARCAN aplicado a materiales metálicos.