Publication: Metodología para el análisis de esfuerzos y a fatiga de ejes y obtención del factor de intensidad de tensiones mediante el método XFEM en Abaqus
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Publication date
2014-02
Defense date
2014-02-25
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Abstract
El presente proyecto de fin de carrera tiene como objetivo el análisis de un eje
ferroviario perteneciente a un tren de mercancías. Se pretende calcular las tensiones y la
vida a fatiga a las que está sometido el eje así como realizar un estudio del Factor de
Intensidad de Tensiones (FIT) ante la presencia de una fisura mediante el Método de los
Elementos Finitos Extendidos (XFEM) con una simplificación del mismo.
El desarrollo del proyecto se realiza con el código comercial del Método de
Elementos Finitos (MEF) utilizando el programa Abaqus, que permite el estudio del
análisis estático, así como, calcular el FIT de una manera relativamente rápida. Además
se hará uso, para el análisis a fatiga, del programa Fe-Safe.
Por lo tanto, este proyecto consta de dos bloques;
El primer bloque tiene como objetivo estudiar las solicitaciones que sufre un eje
ferroviario al soportar un determinado peso. En primer lugar se realiza un estudio
analítico de un eje empotrado para comparar los resultados que se obtienen con los
conseguidos en el estudio estático y en el estudio a fatiga con sendos programas, para
así obtener unos datos que nos proporcionen una información sobre la fiabilidad de los
resultados que se obtienen. En segundo lugar se realiza el análisis del eje ferroviario
objeto de estudio, y por último, se realiza alguna pequeña modificación en el eje
ferroviario anteriormente estudiado para comprobar como varían los resultados ante un
pequeño cambio en su geometría.
La segunda parte consiste en crear una estrategia para el estudio del FIT en un
eje cilíndrico con una fisura, el eje de estudio representa de la forma más realista
posible, las condiciones que se dan en un extremo del eje ferroviario anteriormente
estudiado. Debido a la tipología del problema, el factor de intensidad de tensiones que
se va a analizar es KI (factor de intensidad de tensiones de Modo I).
Description
Keywords
Mecánica de sólidos, Factor de intensidad de tensiones, Abaqus, Tecnología ferroviaria