Análisis numérico del ensayo de fragmentación de fibra única, empleando elementos cohesivos

Abstract

Se ha llevado a cabo un análisis numérico, mediante el Método de los Elementos Finitos (MEF), del ensayo de fragmentación de fibra única empleando elementos cohesivos para modelar la aparición y crecimiento de las grietas de despegue. Dado que durante todo el proceso del ensayo la matriz tiende a contraerse más que la fibra en dirección radial, ha sido preciso tener en cuenta el contacto entre las caras de la grieta de despegue. Como resultado se ha observado que las caras de la grieta se encuentran cerradas a lo largo de toda su longitud. Por tanto, el crecimiento de la misma es en puro modo II de fractura. Los resultados obtenidos para diferentes valores del coeficiente de fricción se han comparado con resultados de análisis numéricos previos, obtenidos con el enfoque de la Mecánica de la Fractura Elástica Lineal (MFEL), empleando el Método de los Elementos de Contorno (MEC). En ausencia de fricción se ha observado un acuerdo excelente en los resultados de ambos enfoques. Sin embargo, si se tiene en cuenta el efecto de la fricción, los resultados obtenidos con elementos cohesivos y con la MFEL muestran comportamientos análogos pero con discrepancias cuantitativas.