Uso De Mallas De Triángulos Adaptivas Y Refinamiento Local Aplicado A La Simulación Del Crecimiento De Una Grieta.

Abstract

En este trabajo se muestra el uso de metodologías de mallado en dos dimensiones, para abordar
un problema de la mecánica de la fractura, utilizando mallas de triángulos. El problema a resolver es
el de un sólido elástico isotrópico sujeto a una carga constante y con una grieta en modo I de fractura,
problema que se enmarca en la teoría de la mecánica de la fractura elástica lineal (MFEL). Para facilitar
el trabajo, se ha desarrollado un software que permite el refinamiento de la malla en la zona cercana a la
punta de la grieta, la fijación de condiciones de borde y de desplazamiento, y la generación de un archivo
de salida con toda la información necesaria para encontrar el campo de esfuerzos y deformaciones por
medio del método de elementos finitos utilizando el software comercial ABAQUS. Una vez obtenido
este resultado, se realiza un post-proceso para calcular el valor del factor de intensificación de esfuerzos
de la grieta y se modifica la malla original para simular el avance de dicha grieta. Para el refinamiento
de la zona cercana a la punta de la grieta, se utilizan algoritmos de refinamiento LEPP-Bisección
y LEPP-Delaunay. Los resultados se comparan con soluciones analíticas, así como con los obtenidos
numéricamente utilizando elementos isoparamétricos en los cuales los elementos en la punta de la grieta
son modificados desplazando el nodo medio en 1/4 de su posición original (quarter point elements),
que es el método utilizado normalmente en los softwares CAE comerciales. El objetivo a largo plazo de
este trabajo es desarrollar una herramienta que permita simular el crecimiento por fatiga de una grieta
orientada al azar, simulando su avance y cambio de dirección si existe, utilizando mallas adaptivas.