Estudio de la estabilidad de una fisura superficial en un alambre de acero de alta resistencia

Astiz Suárez, Miguel Angel (1976). Estudio de la estabilidad de una fisura superficial en un alambre de acero de alta resistencia. Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM).

Descripción

Título: Estudio de la estabilidad de una fisura superficial en un alambre de acero de alta resistencia
Autor/es:
  • Astiz Suárez, Miguel Angel
Director/es:
  • Elices Calafat, Manuel
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 1976
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM)
Departamento: Ciencia de los Materiales
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

Texto completo

[img]
Vista Previa
PDF (Document Portable Format) - Se necesita un visor de ficheros PDF, como GSview, Xpdf o Adobe Acrobat Reader
Descargar (11MB) | Vista Previa

Resumen

Esta Tesis tiene por objeto el estudio del comportamiento de un acero de alta resistencia en presencia de un defecto superficial. Efectivamente alrededor de este defecto se producirá una concentración de tensiones que hará disminuir la tensión de rotura del material. En el primer capítulo se pasa revista inicialmente a las grandes líneas de la teoría de la Mecánica de la Fractura haciendo hincapié en los criterios de rotura anunciados por los distintos autores. Se comprueba que el estudio de la rotura sigue caminos diferentes según que se desarrollan o no en el material grandes zonas de deformación plástica. En el caso de un material elástico lineal existen dos parámetros, la tasa de liberación de energía y el factor de intensidad de tensiones, que han sido universalmente aceptados. No ocurre lo mismo en el caso de los materiales elastoplásticos para los cuales se han definido un gran número de parametros de fractura cada uno de los cuales tiene un campo de aplicación limitado. Seguidamente se estudia el problema de un alambre dividiendo este estudio en tres partes atendiendo a la forma de la fisura (circular coaxial o elíptica) y al tipo de material (elástico o elastoplástico). Para el caso de la fisura circular coaxial en un material elástico lineal se determina la relación entre la carga de rotura y la deformación de rotura en función de las características geométricas y mecánica de la probeta y se definen dos nuevas expresiones integrales para la tasa de liberación de nergía; estas expresiones son válidas para cualquier problema que presente simetría de revolución. En el caso de la fisura circular coaxial en un material elastoplástico se determina una nueva fórmula para calcular la derivada de la energía respecto al área de la fisura. Seguidamente se demuestra que la densidad de energía es inversamente proporcional a la distancia al borde de la fisura de donde se deduce la forma en que varían las tensiones y las deformaciones en función del exponente de endurecimiento por deformación del material. De esta forma se llega a la conclusión de que incluso para materiales elastoplásticos (siempre que tengan endurecimiento por deformación) los campos de tensiones y deformaciones presentan una singularidad en el borde de la fisura. Para el caso de la fisura superficial elíptica se describe el método numérico que se va a emplear en su estudio. En el segundo capítulo se describe la parte experimental de la Tesis. Se estudia el comportamiento de un amplio muestrario de aceros mediante la realización de un ensayo convencional; de esta forma se determina la influencia del tratamiento térmico y de las propiedades macánicas del acero sobre su tenacidad a la fractura. Seguidamente se detallan los procedimientos de ensayo propuestos para comprobar las teorías expuestas en el capítulo primero y para determinar los valores críticos de los parámetros de fractura. En el tercer capítulo se efectua el tratamiento de los resultados experimentales para contrastar la validez en los distintos parámetros de fractura y se determinan las relaciones existentes entre cada parámetro y la tensión exterior aplicada sobre el alambre y las características geométricas de la fisura. Se comprueba que, para alambres de 7mm de diámetro, se puede aplicar la teoría elástica siempre que el área de la fisura sea superior al 55 por ciento de la sección de la probeta. En el supuesto de un material alástico lineal se calcula el factor de intensidad de tensiones en el fondo de una fisura de forma semielíptica y se llega a una expresión que es válida siempre que las dimensiones de la fisura se matengan dentro de un campo de variación determinado. Finalmente se demuestra la validez del parametro J* (energía por unidad de área liberada durante el avance de la fisura) para predecir la carga de rotura de una probeta con una fisura circular coaxial poco profunda.

Más información

ID de Registro: 677
Identificador DC: http://oa.upm.es/677/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:677
Depositado por: Archivo Digital UPM
Depositado el: 12 Nov 2007
Ultima Modificación: 20 Abr 2016 06:26
  • Open Access
  • Open Access
  • Sherpa-Romeo
    Compruebe si la revista anglosajona en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Dulcinea
    Compruebe si la revista española en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Recolecta
  • e-ciencia
  • Observatorio I+D+i UPM
  • OpenCourseWare UPM