Análisis comparativo de diferentes modelos de propagación de grieta por fatiga utilizando el método de elementos de contorno

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dc.contributor.advisorMartinez, Manuel de Jesus
dc.contributor.authorMantilla Villalobos, Jairo Andrés
dc.contributor.authorPoveda Diaz, Diego Enrique
dc.date.accessioned2024-03-04T00:44:31Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:44:31Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractEn el presente trabajo se analizan diferentes modelos matemáticos que predicen la propagación de grieta por fatiga, utilizando los lineamientos de la mecánica de la fractura lineal elástica. Para el análisis de los cuerpos agrietados, se utiliza el método dual de elementos de contorno, mediante el cual se calculan los factores de intensidad de esfuerzo para computar las razones de crecimiento y el número de ciclos transcurrido, para un determinado tamaño de grieta. Se estudiaron 3 modelos específicos: El modelo de Paris, el modelo de Klesnil-Lucas y el modelo de Forman. Los resultados obtenidos se validan con literatura experimental y con el método de elementos finitos, en donde se evidencia que cada uno de los modelos analizados, representa de manera satisfactoria una parte diferente de la gráfica de crecimiento de grieta. El modelo de Klesnil-Lucas se acomoda de mejor manera a la zona cercana al umbral de fractura; el modelo de Paris representa la zona lineal o de crecimiento controlado de la grieta; mientras que el modelo de Forman reproduce la zona de fractura descontrolada o zona final en donde el factor de intensidad de esfuerzos se acerca a la tenacidad a la fractura típica del material. Finalmente se presenta una discusión sobre la aplicabilidad de cada modelo, el carácter conservativo de cada uno y se da una recomendación a utilizar el modelo de Klesnil-Lukas para simular el crecimiento completo de la grieta.
dc.description.abstractenglishIn the present work, different mathematical models that predict the fatigue crack propagation are analyzed using the guidelines of the linear elastic fracture mechanics. For the analysis of the cracked bodies, the dual boundary elements method is used, by means of which the stress intensity factors are calculated to evaluate the growth rates and the number of elapsed cycles for a given crack size. Three specific models are analyzed: The Paris model, the Klesnil-Lucas model and the Forman model. The results are validated with experimental literature and with the finite element method. The results show that each one of the analyzed models approaches a different part of the crack growth graph. The Klesnil-Lucas model fits better in the area near the fracture threshold; the Paris model represents the linear or controlled growth zone of the crack; while the Forman model reproduces the uncontrolled fracture zone or final zone where the stress intensity factor approaches the typical fracture toughness of the material. Finally, a discussion is presented on the applicability of each model, the conservative nature of each one, and a recommendation is given to use the Klesnil-Lukas model to simulate the complete growth of the crack.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40255
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectMecánica de fractura
dc.subjectMétodo de elementos de contorno
dc.subjectCrecimiento de grieta por fatiga.
dc.subject.keywordFracture mechanics
dc.subject.keywordBoundary elements Method
dc.subject.keywordFatigue crack growth.
dc.titleAnálisis comparativo de diferentes modelos de propagación de grieta por fatiga utilizando el método de elementos de contorno
dc.title.englishComparative analysis of different models of crack propagation using the boundary elements method.*
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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