Análisis de los defectos internos en la fatiga del Ti6Al4V SLM

Abstract

El presente trabajo comprende el análisis numérico y experimental de una serie de probetas concebidas mediante fabricación aditiva y ensayadas a fatiga fuera del alcance de este documento. El análisis experimental se centra en la observación, mediante microscopía óptica, electrónica y confocal de las diferentes regiones apreciables en las superficies de fractura y de los defectos críticos, que son aquellos que dieron lugar a la grieta que propició la fractura final del componente. Por contra, el análisis numérico tiene como objetivo último la simulación del desarrollo de las grietas desde cada uno de los defectos críticos analizados hasta la fractura final, describiendo cada una de las etapas de interés, comparando resultados de dichas simulaciones como la vida a fatiga de cada componente o la evolución del frente de grieta, con la evidencia experimental. El desarrollo de este análisis numérico requiere de la correcta caracterización del perfil completo de tensiones residuales dentro del componente, que se obtiene a partir de una serie de medidas discretas en la zona inmediatamente próxima a la superficie de las probetas; así como de una ley de crecimiento que describa con detalle el comportamiento de la grieta en cada instante, atendiendo a variables como el efecto de grieta pequeña o el desarrollo del cierre de grieta. Por último, una correcta caracterización de los factores de intensidad de tensiones es esencial para afrontar el análisis numérico.