Estudio numérico de problemas dinámicos transitorios aplicación a la mecánica de la fractura

Abstract

El propósito de esta tesis es evaluar problemas tridimensionales de propagación de ondas mecánicas en medios que pueden contener fisuras. Para ello se ha empleado el Método de los Elementos de Contorno, en el cual el problema es reducido a un conjunto de ecuaciones integrales de contorno mediante la aplicación de una relación de reciprocidad entre el problema en estudio y la solución fundamental. La solución empleada será en el dominio del tiempo. El medio que se modelará será elásticolineal, isótropo y homogéneo. Se han empleado las hipótesis de la Mecánica de la Fractura Elático-Lineal, con la consecuente definición del Factor de Intensidad de Tensión Dinámico. Para resolver éste complejo problema se comenzará por uno más sencillo: ondas propagándose en un medio tridimensional que se puede representar de forma escalar. Luego se pasará al problema elastodinámico. La resolución de estos problemas a través del Método de los Elementos de Contorno en el dominio del tiempo es inestable para algunas combinaciones de representación espacial y temporal, por ello ha sido necesario incorporar métodos que estabilizan la solución. Por último, para representar los fuertes gradientes de tensiones en el vértice de la grieta, se ha empleado en la representación espacial el elemento singular a un cuarto. Como se ha discutido en los apartados anteriores el MEC es una herramienta eficaz para representar problemas de propagación de ondas en los que el medio puede contener grietas. En esta tesis se pretende representar el problema tridimensional de un medio elástico-lineal, isótropo y homogéneo. La solución empleada será en el dominio del tiempo. Para representar los fuertes gradientes de tensiones en el vértice de la grieta emplearemos el elemento singular a un cuarto. En el segundo |