Estudio de los mecanismos de fractura de un acero de bajo carbono ante diferentes estados de carga biaxial empleando un dispositivo tipo Arcan
Autores: Anduquia, Juan Manuel; Vargas Salazar, Santiago; Valeria Ortiz, Deisy; Narváez Tovar, Carlos Alberto; Rodríguez Baracaldo, Rodolfo
Idioma: Español
Editor: Universidad de Tarapacá
Año: 2022
Acceso abierto
Estudio de los mecanismos de fractura de un acero de bajo carbono ante diferentes estados de carga biaxial empleando un dispositivo tipo Arcan
Categoría
Subcategoría
Palabras clave
Licencia
Consultas: 9
Citaciones: Ingeniería mecánica aplicada: Diseño, manufactura y simulación
La investigación estudia los mecanismos de fractura de un acero de bajo carbono (AISI/SAE 1020) sometido a distintos estados de carga biaxial mediante un dispositivo tipo Arcan. El objetivo es comprender cómo varía el comportamiento del material cuando se somete a tensión pura, esfuerzos combinados y cortante puro, superando las limitaciones de los ensayos uniaxiales tradicionales. Metodológicamente, se emplea un enfoque experimental-computacional. Se diseña una probeta tipo mariposa, optimizada mediante simulaciones de elementos finitos para concentrar los esfuerzos en su zona central. Los ensayos se realizan variando el ángulo de carga (0°, 60° y 90°), lo que permite reproducir diferentes estados de esfuerzo plano. Posteriormente, las superficies de fractura se analizan mediante estereoscopía y microscopía electrónica de barrido para identificar los mecanismos de falla. Los resultados muestran que el tipo de carga influye directamente en la morfología y el mecanismo de fractura. Bajo tensión pura predominan microvacíos circulares y una fractura dúctil típica; en estados con mayor componente cortante, los microvacíos se deforman (forma elíptica), se orientan según la dirección del esfuerzo y su coalescencia se acelera, reduciendo la resistencia del material. En cortante puro, se observan superficies más lisas debido al arrastre y fricción entre las caras fracturadas.
La investigación estudia los mecanismos de fractura de un acero de bajo carbono (AISI/SAE 1020) sometido a distintos estados de carga biaxial mediante un dispositivo tipo Arcan. El objetivo es comprender cómo varía el comportamiento del material cuando se somete a tensión pura, esfuerzos combinados y cortante puro, superando las limitaciones de los ensayos uniaxiales tradicionales. Metodológicamente, se emplea un enfoque experimental-computacional. Se diseña una probeta tipo mariposa, optimizada mediante simulaciones de elementos finitos para concentrar los esfuerzos en su zona central. Los ensayos se realizan variando el ángulo de carga (0°, 60° y 90°), lo que permite reproducir diferentes estados de esfuerzo plano. Posteriormente, las superficies de fractura se analizan mediante estereoscopía y microscopía electrónica de barrido para identificar los mecanismos de falla. Los resultados muestran que el tipo de carga influye directamente en la morfología y el mecanismo de fractura. Bajo tensión pura predominan microvacíos circulares y una fractura dúctil típica; en estados con mayor componente cortante, los microvacíos se deforman (forma elíptica), se orientan según la dirección del esfuerzo y su coalescencia se acelera, reduciendo la resistencia del material. En cortante puro, se observan superficies más lisas debido al arrastre y fricción entre las caras fracturadas.