Caracterización fractomecánica de aceros estructurales bajo condiciones de crecimiento estable y propagación dinámica de fisuras / Daniel Hector Mejías

Director: Luis Alberto de Vedia

Trabajo de tesis realizado para el Doctorado en Ciencia de Materiales

Tesis (Doctorado)--Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenierí. Dto Materiales, 1987.

El reciente desarrollo de la mecánica de fractura, ha permitido obtener una relación cuantitativa entre las tensiones y tamaños de defecto presentes en una estructura, y la fractotenacidad de los materiales empleados, posibilitando de ese modo un análisis de la susceptibilidad de una estructura a la fractura catastrófica. La definición del evento crítico como aquel correspondiente a la primera extensión detectable de fisura, ha focalizado la atención en la determinación de los valores de iniciación (Kc, Ji, Õi) de los materiales y geometrías ensayadas. sin embargo, cuando son analizadas estructuras soldadas surgen algunas dificultades que contribuyen a la impresición de las determinaciones: tensiones residuales, incertidumbre en la medida de la fractotenacidad de los materiales, etc. De este modo, en aquellos casos en los que la seguridad constotuye un factor decisivo, resulta difícil garantizar que la fractura no ocurrirá. Esta es la razón para la consideración de una propuesta alternativa que postule que cualquier fisura propagante (preexistente) se arrestará en zonas del material que brinden las condiciones adecuadas para ello. El riesgo de iniciación no será eliminado, pero se definirán las condiciones para que una fisura, aún habiendo alcanzado una significativa velocidad de propagación, se arreste. A tal efecto se recurrió a una aproximación estática, que utilizando conceptos de la mecánica de fractura lineal-elástica (ensayos de Tenacidad de Arresto) ha conducido a la obtención de resultados de utilidad para interpretaciones teóricas y aplicaciones de diseño. Por otra parte, la experiencia demuestra que en aquellos materiales con capacidad para deformarse plásticamente, la propagación (rápida), si llega a producirse está generalmente precedida por una extensión (lenta) de la fisura. Esta extensión estable puede ser significativa, ya que en muchos casos resulta comparable o aún mayor que la longitud inicial de fisura. Por lo tanto, desde un punto de vista práctico, es muy importante poder determinar no sólo las condiciones de iniciación sino también aquellas para las cuales se produce la propagación inestable de una fisura. La evaluación de estas condiciones frecuentemente resulta costosa y laboriosa debido al tipo de ensayo empleado y a la cantidad de datos a ser procesados y analizados. Por tal razón, mediante el empleo de una técnica conocida como "método de descarga elástica" para determinar la extensión de la fisura durante el ensayo, se diseño y construyó un sistema automatizado que permite la evaluación de la curva de resistencia de los materiales ensayados, y brinda el instrumento adecuado para realizar el análisis de estabilidad de defectos bajo distintas configuraciones de carga.