Análisis de la tenacidad a la fractura de metales a partir de un modelo numérico basado en el ensayo Charpy
Abstract
La aplicación de simulaciones computacionales en el estudio del comportamiento de metales, supone una minimización de la cantidad de ensayos en laboratorio disminuyendo de este modo los costos de estudios experimentales. El análisis de la tenacidad de metales empleando modelos numéricos de ensayos de impacto, representa una aplicación importante en el estudio
del grado de fiabilidad de tuberías de gas envejecidas. En este trabajo se simulan impactos sobre probetas de dimensiones reducidas aplicables a tuberías de pared delgada, determinándose la tenacidad a la fractura en forma indirecta a partir de la energía absorbida por la rotura de una probeta en ensayos Charpy-V-Notch. El modelo numérico desarrollado se
basa en el método de los elementos finitos, y se emplea un código comercial el cual integra de manera explícita las ecuaciones no lineales que gobiernan el problema. Se considera la probeta construida con un material elasto-plástico con endurecimiento lineal e isótropo. Las propiedades mecánicas del material varían con la temperatura. La correlación de resultados
muestra concordancias importantes entre los valores experimentales de otros autores y los numéricos obtenidos en este trabajo. Se observa que es posible predecir con un buen nivel de aproximación la tenacidad a la fractura del material, empleando simulaciones numéricas de ensayos CVN sobre probetas de dimensiones no estándar.