Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Investigación de grietas potenciales mediante XFEM utilizando dos pruebas clásicas

Martínez Concepción ER, De Farias MM y Evangelista F

En este trabajo se utiliza el Método de Elementos Finitos Extendido (XFEM), primero para realizar la simulación de los mecanismos de iniciación y propagación de grietas en modelos planos y luego para determinar las singularidades de la distribución de tensiones en el entorno más cercano de una fractura frontal insertada en modelos tridimensionales. La esencia del XFEM es el conocido Método de Elementos Finitos (FEM) añadiendo grados de libertad y funciones de enriquecimiento, que sirven para describir discontinuidades locales en el modelo. En XFEM, la geometría de la fractura se desarrolla independientemente de la malla, lo que le permite moverse libremente a través del dominio, sin necesidad de adaptar la malla a la discontinuidad. En otras palabras, el XFEM reproduce la discontinuidad del campo de desplazamiento a lo largo de la fractura, sin discretizar esta característica directamente en la malla. XFEM lleva a cabo la discretización espacial de dos modelos clásicos en Mecánica de Fracturas: el ensayo de flexión con entalla de borde único (SEN (B)); y el ensayo de tensión compacta en forma de disco (CDT). El criterio de propagación se basa en la proporción de energía liberada y en los factores de intensidad de esfuerzos (SIF). Las soluciones proporcionadas por el modelo numérico XFEM indicaron una excelente concordancia con los resultados obtenidos a partir de los datos experimentales.