Resolución de problemas de grietas 3-D en materiales transversalmente isótropos mediante el método de los elementos de contorno

Abstract

En este artículo se presentan una serie de resultados de problemas tridimensionales de grietas inmersas en medios transversalmente isótropos, bajo cargas estáticas y dinámicas (armónicas). Estos resultados han sido obtenidos utilizando una formulación mixta del Método de los Elementos de Contorno (MEC), y muestran la robustez y eficiencia de esta técnica. Con esta formulación se consigue que solo sea necesario discretizar la superficie del contorno externo del problema y la superficie de la grieta. Los núcleos hipersingulares y fuertemente singulares que aparecen en la formulación son regularizados de forma analítica y general (antes de cualquier discretización). Se emplean elementos cuadráticos de 6 y 9 nodos, siendo del tipo ¼ los situados en el frente de grieta. Los Factores de Intensidad de Tensiones (FIT) se obtienen a partir del desplazamiento de apertura de grieta (DAG) de los nodos a ¼ . Los resultados obtenidos presentan un buen acuerdo con los obtenidos por otros autores, cuando éstos existen.

Results of 3-D cracks in transversely isotropic bodies, under static and time harmonic dynamic loading are presented in this paper. These results show the robustness and efficiency of a mixed Boundary Element approach. With this approach, only the external boundaries surfaces and the crack surface need to be discretized. Hypersingular and strongly singular kernels appearing in the formulation are regularized analytically prior to any discretization. Quadratic elements of 6 or 9 nodes are used for the discretization. Stress Intensity Factors are computed from the crack opening displacements at quarter-point nodes. The results obtained are in good agreement with other results, when they exist.