Análisis de tensiones residuales y predicción de inestabilidad en chapas soldadas

Abstract

Como consecuencia del aporte de calor no uniforme que tiene lugar durante el proceso de soldeo junto con la dependencia que las propiedades del material tienen respecto a la temperatura se produce un complejo estado tensional en las piezas soldadas, estado que no desaparece al finalizar el proceso y que permanece como tensiones residuales. Dichas tensiones son de tracción en las cercanías del cord ón y de compresión en zonas alejadas de éste. Las primeras tienen influencia sobre la rotura frágil y la fatiga mientras que las segundas tienen influencia sobre la inestabilidad. El conocimiento de estas tensiones es vital para el diseñador de estructuras soldadas no solo porque ello le permitiría un uso más racional de las técnicas de alivio sino que le permitiría una mejor predicción de la forma en que puede mejorar la capacidad portante del conjunto. La determinación de las tensiones residuales es un problema muy complejo por la naturaleza de los fenómenos puestos en juego. Aún disponiendo de herramientas de simulación de gran capacidad se requiere el empleo de hipótesis simplificativas que permitan obtener soluciones fiables en un corto espacio de tiempo. Los objetivos de este trabajo para soldadura a tope y en ángulo de chapas delgadas son: 1) determinar la influencia que tienen las propiedades del material, y la geometría del conjunto en el cálculo numérico de las tensiones residuales. 2) predecir numéricamente el fenómeno de inestabilidad global que puede aparecer en un conjunto debido al proceso de soldadura. 3) determinar la influencia que la modelización (1d y 3d) tiene en el cálculo de las tensiones residuales y predicción del fenómeno de inestabilidad.