Modelado numérico 3D y validación experimental del crecimiento de grietas por fatiga en el acero R5 de cadenas de fondeo de estructuras offshore

Abstract

RESUMEN : Durante la vida de un componente mecánico, este puede fallar catastróficamente sin haber superado en ningún momento la carga límite prevista para el fallo estático instantáneo. Desde hacer varias décadas se han estudiado los procesos conducentes a esta situación entre los que destaca el mecanismo de fatiga. La fatiga se da en componentes sometidos a cargas variables en el tiempo con niveles de carga inferiores a los de resistencia máxima de la pieza; bajo estas condiciones, pueden llegar a desarrollarse fisuras de longitud creciente en el tiempo que pueden llegar a comprometer la integridad estructural del componente. Entre los diferentes aspectos de la fatiga, el presente Proyecto Fin de Carrera (PFC), en su modalidad de Proyecto de Investigación, versará sobre la propagación de grietas en un material isótropo (acero de cadenas empleado en el fondeo de estructuras offshore) en régimen elástico lineal, aplicando para ello las herramientas de la Mecánica de la Fractura. Para poder llevar a cabo el estudio numérico de la propagación de grietas en sistemas de fondeo, será necesario desarrollar una metodología para el análisis numérico del fenómeno de propagación de grietas 3D, posteriormente aplicarla en un programa de Elementos Finitos comercial y finalmente validarla frente a ensayos.