Análisis, desarrollo y aplicación de la teoría de las distancias críticas en la evaluación en rotura de componentes estructurales

Abstract

En este trabajo se valida la TDC en dos materiales con comportamiento elástico–lineal en estado fisurado: el polímero PMMA y la aleación Al7075-T651. La validación se ha realizado sobre probetas de fractura y se han establecido rangos de validez de la TDC en régimen elástico-lineal. Igualmente, se demuestra la aplicabilidad de la TDC para la evaluación en rotura de componentes con cualquier concentrador de tensiones (entalla en U, entalla en V, taladro circular, etc) y para cargas de distinta naturaleza (tracción vs. Flexión). Además, se plantea y valida un modelo de evaluación de la integridad estructural de componentes con entallas que combina la TDC con los Diagramas de Fallo, extendiendo el rango de aplicación de la TDC a situaciones con comportamiento elastoplástico. Finalmente, el análisis se completa con un detallado estudio mediante microscopía electrónica de barrido de los micromecanismos de fractura de las probetas analizadas.

This study validates the TDC in two materials with linear elastic behavior in cracked conditions: polymer PMMA and alloy AL7075-T651. The validation has been performed on fracture specimens and validity ranges of the TDC in linear elastic regime have been established. Similarly, it is demonstrated the applicability of the TDC for evaluation of components containing any kind of stress riser (e.g., U-notch, V-notch, hole circular, etc.) and subjected to loads of different nature (tensile vs. bending). In addition, a model for the structural integrity assessment of notched components is presented and validated, combining the TDC with Failure Assessment Diagram. This extends the vailidity range of the TDC to situations with elastic-plastic behaviour. Finally, the analysis is completed with a detailed study by scanning electron microscopy of the fracture micromechanisms of the samples being analysed.