Propiedades mecánicas y geométricas superficiales de barras de refuerzo y su importancia para el desarrollo de tensiones en muescas cercanas a la superficie
Autores: Rappl, Stefan; Shahul Hameed, Muhammed Zubair; Krempaszky, Christian; Osterminski, Kai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Propiedades mecánicas y geométricas superficiales de barras de refuerzo y su importancia para el desarrollo de tensiones en muescas cercanas a la superficie
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Proceso de producción
Barras de acero de refuerzo
Microestructura
Comportamiento a la fatiga
Radio del filete
Resistencia a la tracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Debido al proceso de producción, las barras de acero de refuerzo poseen una microestructura no homogénea asociada con diferentes propiedades del material a lo largo de la sección transversal (por ejemplo, dureza, ductilidad o resistencia). Además, la superficie requerida para la unión tiene un efecto negativo en el comportamiento a la fatiga. Las primeras investigaciones se llevaron a cabo en la década de 1970 y detectaron el radio de filete como un factor clave de influencia. Hasta ahora, se habían realizado pocos estudios que investigaran la cuantificación de las propiedades de la superficie en el comportamiento a la fatiga, y ninguno de ellos comparaba estas propiedades con las resistencias locales del material. El presente documento presenta los primeros resultados de una barra de acero de refuerzo de ingeniería inversa basada en un proceso de escaneo láser previamente realizado. Los modelos de las barras de refuerzo se utilizaron para calcular los factores de tensión de muesca para diferentes diámetros basados en las tensiones de von Mises tomadas de las simulaciones de MEF. Los factores de tensión de muesca mostraron una relación funcional con el radio de filete, que ya había sido demostrada en la literatura. Se llevaron a cabo más investigaciones experimentales sobre el comportamiento a la fatiga y a la tracción de los componentes estructurales en las barras de refuerzo Tempcore investigadas en especímenes de microestructura erosionados por WEDM. Los resultados de las pruebas de tracción se utilizaron para derivar una distribución de resistencia a la fluencia y a la tracción en la sección transversal. Dependiendo de la microestructura, se encontró una resistencia a la fluencia entre 415 N/mm (núcleo de ferrita/ perlita) y 690 N/mm (superficie de martensita templada). Las tensiones de muesca actuantes muestran una dependencia logarítmica del radio de filete, pero no alcanzan la resistencia del material de la superficie.
Descripción
Debido al proceso de producción, las barras de acero de refuerzo poseen una microestructura no homogénea asociada con diferentes propiedades del material a lo largo de la sección transversal (por ejemplo, dureza, ductilidad o resistencia). Además, la superficie requerida para la unión tiene un efecto negativo en el comportamiento a la fatiga. Las primeras investigaciones se llevaron a cabo en la década de 1970 y detectaron el radio de filete como un factor clave de influencia. Hasta ahora, se habían realizado pocos estudios que investigaran la cuantificación de las propiedades de la superficie en el comportamiento a la fatiga, y ninguno de ellos comparaba estas propiedades con las resistencias locales del material. El presente documento presenta los primeros resultados de una barra de acero de refuerzo de ingeniería inversa basada en un proceso de escaneo láser previamente realizado. Los modelos de las barras de refuerzo se utilizaron para calcular los factores de tensión de muesca para diferentes diámetros basados en las tensiones de von Mises tomadas de las simulaciones de MEF. Los factores de tensión de muesca mostraron una relación funcional con el radio de filete, que ya había sido demostrada en la literatura. Se llevaron a cabo más investigaciones experimentales sobre el comportamiento a la fatiga y a la tracción de los componentes estructurales en las barras de refuerzo Tempcore investigadas en especímenes de microestructura erosionados por WEDM. Los resultados de las pruebas de tracción se utilizaron para derivar una distribución de resistencia a la fluencia y a la tracción en la sección transversal. Dependiendo de la microestructura, se encontró una resistencia a la fluencia entre 415 N/mm (núcleo de ferrita/ perlita) y 690 N/mm (superficie de martensita templada). Las tensiones de muesca actuantes muestran una dependencia logarítmica del radio de filete, pero no alcanzan la resistencia del material de la superficie.