Implementación de un método de solución lineal secuencial en el programa de elementos finitos Abaqus para el modelo de interfase elástica lineal frágil

Abstract

Muchos problemas que aparecen en los materiales compuestos presentan fuertes inestabilidades (tipo “snap-back”) que los métodos tradicionales de solución (Newton-Raphson, Arc-length, entre otros) implementados en los códigos de elementos finitos comerciales no son capaces de captar. Por medio de una programación en Python [19] se pretende usar las soluciones elásticas que proporciona un programa comercial de elementos finitos (Abaqus) e implementar el método de solución lineal secuencial (SLA) que permitiría captar este tipo de inestabilidades. Este método de solución ha sido implementado previamente en un código de elementos de contorno del Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales [22-25], lo que ha permitido probar su eficiencia y fiabilidad. El uso de Python como herramienta de programación de Abaqus [19] nos da la posibilidad de ejecutar diferentes comandos en las etapas de pre-proceso, solución y post-proceso del código. En otras palabras permite un control casi completo de Abaqus por medio de comandos (scripts). El comportamiento de la interfase se modelará a través de una subrutina de usuario UMAT (programada en Fortran) de un modelo de Interfase Elástica Lineal Frágil (LEBIM) que incluye un modo mixto de fractura. De manera específica se aplica esta herramienta numérica al modelo del ensayo de tenacidad interlaminar en materiales compuestos, obteniéndose unos resultados similares a los obtenidos por D.Castillo [6]. Concluyendo que esta herramienta permite calcular la carga de fallo en problemas con grietas de interfase de manera satisfactoria.