Estudios elastoplásticos mediante FEM de probetas de fatiga biaxial a bajo número de ciclos

Abstract

Es un hecho que eventualmente se superan barreras tecnológicas que parecían imposibles. Para ello se lleva a la ciencia hasta límites impensables años atrás. El ser humano actual no tiene habilidades superiores a los anteriores, simplemente ha focalizado su conocimiento en diseñar herramientas que faciliten el desarrollo de otras, disparando así la progresión en el ámbito de la tecnología. Un ejemplo claro es el Método de los Elementos Finitos, que hace posible la obtención de resultados de problemas complejos de ingeniería de manera más rápida y exacta que si fueran resueltos manualmente mediante métodos simplificativos. En este documento se desarrolla un estudio elastoplástico ante cargas biaxiales mediante elementos finitos de un eje entallado empleado en multitud de estudios sobre vida a fatiga a lo largo de la historia. El principal objetivo es obtener un modelo de elementos finitos que pueda ser utilizado por el departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación de la Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla para cualquier propósito. Los modelos se han diseñado con el programa comercial Abaqus y para la realización de los análisis se ha requerido del empleo de otros programas como Matalb, Microsoft Excel y Catia. Durante el desarrollo del documento se ha pretendido, además, detallar el funcionamiento y manejo de Abaqus, con el objetivo de que pueda servir de guía al lector a la hora de realizar algún análisis similar.

It is a fact that eventually, the technological limitations that seemed impossible are overcome. To make that possible, science is developed into limits that were unthinkable some years ago. Current human skills are not superior to the previous ones, he just focused our knowledge in designing tools that facilitate the development of others, thus accelerating the improvement in the field of technology. A clear example is the Finite Element Method, which makes possible obtaining results of complex engineering problems faster and more accurately than if they were solved manually by simplifying methods. This document develops an elastoplastic study of biaxial loads using the Finite Element Method in a notched shaft used in many studies of fatigue life predictions throughout history of engineering. The main objective is to obtain a model of finite elements that could be used by the Mechanical Engineering and Manufacturing Departament for any purpouse. Models have been designed using the commercial program called Abaqus and for its realization it has been required the use of some other programs like Matlab, Microsoft Excel and Catia. During the development of the document it has been intended to detail the operations made with Abaqus, with the aim of being able to guide the reader when carrying out some similar analysis.