Erena Guardia, Diego2025-03-272025-03-272025Lozano Peralta, A. (2025). Impacto de perforaciones sobre la propagación de grietas. (Trabajo Fin de Máster Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla.https://hdl.handle.net/11441/170951En el presente Trabajo de Fin de Máster se aborda la continuación y ampliación del estudio iniciado en el Trabajo de Fin de Grado, enfocado en la mejora del comportamiento a fatiga de componentes estructurales con entallas. El objetivo principal es realizar un análisis detallado de la propagación de grietas en placas al introducir perforaciones, empleando probetas de ensayo conforme a las normas internacionales como geometrías de estudio. Este enfoque permite validar experimentalmente las simulaciones previas realizadas y obtener una mayor precisión en la predicción de la vida útil de los materiales. En el TFG, se estudió el comportamiento de una pieza rectangular con una entalla semicircular en uno de sus bordes, desde donde nacía la grieta. Para mejorar su comportamiento a fatiga, se utilizó la mecánica de fractura elástica lineal, con el Factor de Intensidad de Tensión (FIT) como herramienta fundamental para el análisis de la fractura. La metodología se centró en la introducción de perforaciones circulares de distintos tamaños y posiciones en la geometría de la pieza, con el objetivo de reducir el FIT durante el crecimiento de la grieta y, en consecuencia, aumentar el número total de ciclos antes de la rotura. En esta continuación, se adopta la misma base metodológica, tomando la mecánica de fractura elástico-lineal como marco teórico y el FIT como parámetro clave para cuantificar el estado de la grieta y su velocidad de propagación. Al igual que en el TFG, se introducen perforaciones en las proximidades de la grieta, variando su tamaño y posición dentro de la geometría con el propósito de identificar la configuración que proporcione la mayor mejora en la vida a fatiga de la pieza. Como avance significativo, se ha definido numéricamente en Ansys APDL (software de análisis por elementos finitos) la geometría de una probeta normalizada y se ha mejorado la definición del modelo numérico, tanto en las condiciones de contorno como en el tipo de mallado empleado. Este refinamiento tiene como objetivo aproximar las condiciones de simulación a las de un ensayo real bajo un entorno controlado, permitiendo una comparación más precisa entre los resultados experimentales y los análisis numéricos. Asimismo, se ha llevado a cabo un post-procesado de datos tanto de las simulaciones CAE como de los ensayos experimentales realizados en laboratorio. En este post-procesado, se ha recurrido a la Ley de Paris-Erdogan para predecir la propagación de grietas por fatiga, validando así los resultados obtenidos y evaluando la mejora de la vida a fatiga de la pieza al introducir perforaciones estratégicas en la proximidad de la grieta.This Master’s Thesis presents the continuation and expansion of the study initiated in my Bachelor’s Thesis, focused on improving the fatigue behavior of structural components with notches. The primary objective is to conduct a detailed analysis of crack propagation in plates by introducing perforations, using standardized test specimens as study geometries. This approach allows for the experimental validation of previous simulations and improves the accuracy of fatigue life predictions for the materials. In the Bachelor’s Thesis, the study focused on the behavior of a rectangular piece with a semicircular notch on one of its edges, from which the crack originated. To enhance its fatigue performance, linear elastic fracture mechanics was applied, using the Stress Intensity Factor (SIF) as a fundamental tool for fracture analysis. The methodology centered on introducing circular perforations of different sizes and positions in the geometry to reduce the SIF during crack growth and, consequently, increase the total number of cycles before failure. In this continuation, the same methodological approach is adopted, using linear elastic fracture mechanics as the theoretical framework and the SIF as a key parameter to quantify the crack state and its propagation rate. As in the previous Bachelor’s Thesis, perforations are introduced near the crack, varying their size and position within the geometry to identify the optimal configuration that improves the fatigue life of the piece. As a significant advancement, the geometry of a standardized test specimen was numerically defined in Ansys APDL (Finite Element Analysis software), with an improved definition of the numerical model in terms of boundary conditions and mesh type. This refinement aims to approximate the simulation conditions to those of a real test under controlled conditions, enabling a more precise comparison between experimental results and numerical analyses. Additionally, a data post-processing phase was carried out for both the CAE simulations and the experimental tests performed in the laboratory. In this post-processing, the Paris-Erdogan Law was used to predict fatigue crack growth, validating the obtained results and assessing the improvement in the fatigue life of the piece by introducing strategic perforations near the crack.application/pdf127 p.spaAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccess