Vallellano Martín, CarpóforoCenteno Báez, Gabriel2025-03-182025-03-182024-11-20Suntaxi, C. (2024). New Process designs for the Assessment of the shear fracture forming Limit for thin-walled Tube. (Tesis Doctoral Inédita). Universidad de Sevilla, Sevilla.https://hdl.handle.net/11441/170471Components manufactured from thin-walled tubes by plastic deformation are de-mand in various industries, such as automotive, aerospace, medical devices, air conditioning, and chemical industry, among others. The formability of sheet metal is a widely studied topic, and the methods to assess the forming limits are well known. In contrast to the case of sheet metal, a route to study the formability of tubes and the characterization of mode II fracture has recently begun to be established. This thesis combines the finite element method and experimentation to de-termine the shear fracture forming limit line (SFFL) of 6061-T4 aluminum tubes that characterizes fracture mode II of fracture mechanics. Numerical analysis has allowed to propose two specimens suitable to obtain strain loading paths leading to obtain the strain fracture strains by shear stress. Experimentation has made it possible to observe the shear failure mechanism in more detail and to overcome the limitations of the numerical model. With this work, it has been possible to determine: the instant, the location of the crack initiation point, other failure modes, the strain load paths and the shear fracture strains. By plotting the different pairs of shear fracture strains in the space of principal strains, the shear fracture forming limit was obtained. The finite element model was further updated with experimental results to be validated in terms of strains. Apart from the analysis of the principal deformations, the evolution of the triaxiality is analyzed to compare the results of the proposed methods with the results of the incremental expansion of tubes by SPIF. In this incremental process, stress states close to shear stress have been observed in the final stages. The characterization of the tube fracture limit in mode II of fracture mechanics with the two test specimens allows to obtain the SFFL curve in a simple and effective way by combining experimentation and numerical analysis.Los componentes fabricados a partir de tubos de paredes delgadas mediante deformación plástica son ampliamente demandados en diversas industrias, como la automotriz, aeroespacial, de dispositivos médicos, de aire acondicionado y la industria química, entre otras. Aunque la conformabilidad de las chapas metálicas ha sido objeto de numerosos estudios y los métodos para evaluar sus límites de conformado son bien conocidos, el análisis de la conformabilidad de los tubos y la caracterización de la fractura en modo II es un campo de investigación que ha comenzado a desarrollarse recientemente. Esta tesis combina el método de elementos finitos y la experimentación para determinar la línea límite de conformado por fractura por cizallamiento (SFFL) en tubos de aluminio 6061-T4, caracterizando el modo de fractura II según la mecánica de fractura. A través del análisis numérico, se proponen dos especímenes adecuados para obtener trayectorias de carga-deformación que conducen a la identificación de las deformaciones asociadas a la fractura por tensión cortante. La experimentación ha permitido observar con mayor detalle el mecanismo de falla por cizallamiento y superar las limitaciones del modelo numérico. Este trabajo ha permitido determinar el instante y la localización del punto de inicio de la grieta, la transición al modo de fractura I, las trayectorias de deformación en el espacio de las deformaciones principales, y las deformaciones críticas asociadas a la fractura por cizallamiento. A partir de la representación gráfica de los diferentes pares de deformaciones de fractura por cizallamiento en el espacio de deformaciones principales, se ha obtenido el límite de fractura por cizallamiento. Posteriormente, el modelo de elementos finitos fue actualizado y validado con los resultados experimentales en términos de deformación. La caracterización del límite de fractura en tubos bajo modo II, empleando las dos probetas de ensayo desarrolladas, permite obtener la curva SFFL de manera sencilla y eficaz, mediante la combinación de experimentación y análisis numérico.application/pdf134 p.engAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccess