Simulación numérica de endurecimiento en ensayos biaxiales cíclicos no-proporcionales mediante una teoría de plasticidad basada en la idea de distancia en el espacio de tensiones

Abstract

En este proyecto se desarrolla un modelo de cálculo numérico de tensiones y deformaciones elástico-plásticas y cíclicas que puede utilizarse para simulaciones de fatiga a bajo número de ciclos con carga multiaxial general. Este modelo se aplica en el presente trabajo al estudio detallado de qué ocurre durante los ensayos biaxiales fuera de fase, es decir, en los cuales la torsión y la tensión forman un ángulo de 90º. Esto produce un efecto llamado endurecimiento fuera de fase. Este tipo de ensayos tienes unas particularidades que se estudiarán a continuación, mediante una teoría de plasticidad que calcula las tensiones como distancias en un espacio métrico definido por un criterio de plastificación. En este caso, dicho espacio vectorial tendrá la métrica del criterio de plastificación de von Mises. Se establecerán tres modelos de cálculo diferentes para poder establecer unos resultados de ejecución rápida, sin efectos numéricos indeseados, y ante todo válidos. Para desarrollar estos tres modelos de cálculo se han establecido unas hipótesis que veremos a continuación. Una vez seleccionado el modelo que mejor se comporta numéricamente y acorde a las previsiones e hipótesis descritas en el proyecto, se analizará la relación que existe entre las diferentes variables que afectan al problema estudiado, y qué alternativas podemos establecer cuando no sea viable aplicar el resultado de las simulaciones a los resultados experimentales reales.

In this project, we will establish numerical calculation models that can be used for low cycle-fatigue simulations, which will allow us to apply it to different models. In this case we will focus on simulating out-of-phase biaxial tests, in which the torsion and tension vectors have an angle of 90º. This produces an effect called out-of-phase hardening. This kind of test has some specifical features that will be studied below, through a theory of plasticity that calculates stresses as distances in a metric space defined by a plasticization criterion. In this case, the vector space will have the von Mises metric. Three different models will be established to establish fast execution results, without undesirable numerical effects, and above all valid. To develop these three calculation models, some hypotheses have been established that we will see below. Once we have a model that behaves numerically good and according to the hypotheses described in the project, some relationships of the behaviour of the results will be analysed.