APLICACIÓN TÉCNICA INTERFEROMÉTRICA DEL PATRÓN MOTEADO CON SENSIBILIDAD EN EL PLANO DE UNA PROBETA CON GEOMETRÍ SEN(B) Y C(T) PARA UN ANÁLISIS FRACTOMECÁNICO

Abstract

En el estudio presentado tiene como objetivo, desarrollar una metodología para la obtención de parámetros característicos en Mecánica de Fractura (Integral J y Campo de Esfuerzos), mediante mediciones directa sobre una probeta de geometría SEN(B) y C(T), normalizada según ASTM E- 1820 y fabricadas con acero DUPLEX 31803, utilizando una técnica óptica por Interferometría electrónica del patrón de moteado con sensibilidad en el plano (ESPI). La metodología propuesta obtiene campos de desplazamiento de los puntos presentes en el plano de las probetas mediante ESPI, para luego ser escalados mediante desplazamientos calculados con Análisis de Elementos Finitos (FEA). Los campos de desplazamientos se post-procesan en forma computacional, con el fin de obtener los campos de deformación de los planos de ambas probetas mediante diferencias finitas. De manera tal de calcular los campos de esfuerzos a partir de los campos de deformación utilizando la teoría de Ramberg-Osgood. Y finalmente calcular la integral J sobre una curva rectangular que encierra la punta de la grieta de ambas probetas. Los resultados de esfuerzos e integral J obtenidos con esta metodología, se compararon con los resultados calculados mediante FEA, resultando curvas de esfuerzo versus radio normalizado con respecto a la punta de la grieta (ambos normalizados), resultando tendencias similares y del mismo orden de magnitud. Concluyendo finalmente que la metodología propuesta logra obtener los parámetros: Integral J y Campo de Esfuerzos, en solicitaciones elásticas y plásticas de probetas SEN(B) y C(T). A su vez, el principal aporte de esta investigación es entregar una base teórica y experimental para la determinación de estabilidad de grieta, mediante la medición de esfuerzos y la obtención de la integral J en materiales sometidos a deformaciones elásticas y plásticas. A partir de este trabajo se puede desarrollar desde el punto de vista experimental la mecánica de fractura, validando las teorías planteadas o ajustando estas. Basado en esto, se podría construir instrumentos para la medición in-situ de grietas y determinar su estabilidad, evitando colapsos de estructuras y mejorando la planificación de las mantenciones en la industria aeronáutica, minera entre otros.