Details

Modelling And Analysis Of Crack Turning On Aeronautical Structures

by Llopart Prieto, Llorenç

Abstract (Summary)
RESUM La motivació de la tesis deriva en el interès de la indústria aeronàutica a explotar, per mitjà dun disseny adaptat, la utilització del gir desquerda per protegir els reforços situats davant una esquerda que sestà propagant en la xapa duna estructura integral. Lobjectiu principal és lavaluació i predicció del gir desquerda en situacions de càrrega pròximes a Mode I, proporcionant una eina de modelització i un criteri confident. Lentorn industrial sota el qual sha realitzat aquest treball requereix una predicció ràpida del comportament estructural proporcionant informació útil als constructors. Per aquest motiu la predicció del gir desquerda sha investigat utilitzant la teoria linear elàstica de la mecànica de la fractura (LEFM) i lanàlisi amb elements finits (FEA). Durant aquest treball sha demostrat la importància i necessitat de caracteritzar el camp de tensions a la punta de lesquerda amb el factor dintensitat de tensió (SIF) conjuntament amb un segon paràmetre. La tensió uniforme, no singular, normal a la línea de lesquerda i dependent en la geometria i càrrega de la proveta, es a dir la tensió T, ha estat seleccionada com a segon paràmetre per dur a terme les prediccions del gir desquerda. El criteri més desenvolupat per predir el gir desquerda en situacions pròximes a Mode I és el proposat per Buczek, Herakovich, Boone et al., anomenat WEFO en la tesis. Aquest combina el criteri de tensió principal màxima amb la tensió T i considera efectes danisotropia. LEFM sha utilitzat també en la predicció del gir desquerda sota càrregues quasi estàtiques controlant en tot moment la plastificació del lligament. En la investigació deines de modelització/simulació sha tingut en compte les capacitats daquestes en el camp de la mecànica de la fractura, de disseny, dimplementació, així com la complexitat dús. Tot i que hi ha un gran ventall de Softwares que compleixen els requeriments assenyalats, només aquells que es trobaven a labast de lautor shan analitzat. StressCheck ha estat escollit com a resultat de la investigació. Lavaluació de la propagació de lesquerda en provetes compactes en tensió (CT) i en provetes amb dos elements reforçants (2SP) sota els règims de Paris i Forman ha estat satisfactòria. Un pas important ha estat la implementació de la capacitat dextracció de la tensió T. La demostració de la fiabilitat en el seu càlcul sha demostrat mitjançant resultats en la literatura i càlculs analítics en provetes de doble biga en volada (DCB). Un aspecte a tenir en compte és la importància en realitzar anàlisis no linears geomètrics pel càlcul del SIF i la tensió T. Prediccions en la trajectòria de lesquerda shan realitzat en base amb els resultats obtinguts en lestudi de modelització. La millor trajectòria sha predit per mitjà del criteri WEFO. No obstant, les diferents trajectòries obtingudes per una esquerda propagant-se en la direcció T-L o L-T no són comparables amb els resultats experimentals. Aquestes deficiències estan relacionades en la definició del punt dinestabilitat de lesquerda. Algunes referències posen de manifest que hi ha experiències on lesquerda es comporta de forma estable tot i mostrar T > 0. Per un altre banda, els criteris WEF i WEFO defineixen la inestabilitat dependent duna distancia específica del material, rc. Però la seva definició no és única i no existeix cap acord sobre el seu càlcul. Lautor proposa un criteri derivat dels criteris existents i basant-se en els assajos, simulacions i resultats obtinguts. Aquest deriva del treball de Pettit i la tensió T normalitzada, TR, proposada per Pook. La fiabilitat daquest criteri es demostra amb la proveta DCB. Les prediccions de la trajectòria de lesquerda en la proveta cruciforme no són tant satisfactòries. Tot i així, sha daccentuar que el criteri desenvolupat proporciona la predicció més acurada.
This document abstract is also available in English.
Bibliographical Information:

Advisor:Anglada, Marc

School:Universitat Politécnica de Catalunya

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:702 ciència dels materials i enginyeria metal·lúrgica

ISBN:

Date of Publication:09/21/2007

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.