Mecánica de fractura determinista: resolución de problemas mediante simulación numérica

Abstract

This thesis deals with different numerical methods based on finite element techniques, applicable to deterministic fracture mechanics. Within this subject, two aspects are studied: a) Evaluation of parameters wich predicts the stability of pre-existing cracks This study refers to the estimation of classic fractomechanical parameters, which turn out to be the basis for the calculation and prediction of structural integrity in the problem of pre-existing cracks in solid media. Although it refers to conventional concepts and criteria, its evaluation is still being of great importance in techonological applications. b) Problems involving generation of new cracks and its propagation on solid media This second topic deals with the problem of crack generation and propagation, using innovative numerical techniques. The problem under consideration is approximated using a novel technique which also allows to analize the structural behaviour during the crack propagation stage. Elasto-plastic medias which shows brittle fracture are specially considered.

Esta tesis trata sobre distintos métodos numéricos aplicables a la mecánica de fractura determinista y basados en la técnica de elementos finitos. Dentro de esta temática se estudian dos aspectos que se describen a seguir: a) Evaluación de parámetros que predicen la estabilidad de fisuras preexistentes. El estudio se refiere a la estimación de parámetros fractomecánicos clásicos que resultan ser la base para el cálculo y predicción de la integridad estructural ante el problema de fisuras preexistentes en medios sólidos. Si bien se trata de conceptos y criterios convencionales, su evaluación continúa siendo un problema de gran importancia en aplicaciones tecnológicas. b) Problemas de generación de nuevas fisuras y su propagación en sólidos. Este segundo aspecto aborda el problema de generación y propagación de fisura a través de técnicas numéricas innovadoras. Aquí, el problema es aproximado mediante una técnica novedosa que además permite analizar el comportamiento estructural durante la etapa de propagación de fisuras. Se consideran especialmente medios elasto-plásticos que muestran fractura frágil.