Estudio del comportamiento a flexión de ejes con fisuras de frente semielíptico

Master thesis Spanish; Castilian OPEN
Ruiz Ayuso, María (2010)
  • Subject: Mecánica de sólidos | Estructuras metálicas | Resistencia de materiales | Ejes | Fisuras de frente elíptico | Ingeniería Mecánica

En el presente Proyecto se pretende estudiar el comportamiento a flexión bajo cargas estáticas de ejes con fisuras de frente semielíptico. Este estudio se realizará de manera numérica y se validará de forma analítica. En todos los casos se calculará la deformada del eje y posteriormente se analizarán los resultados obtenidos. Se ha desarrollado la formulación analítica que relaciona la deformada de un eje fisurado con la geometría (forma y tamaño) de la fisura, para la condición de apoyo biapoyado. En el apartado de modelo numérico se utilizará un Método de Elementos Finitos (Abaqus, en su versión 6.7), para realizar los ensayos sobre ejes con geometrías de fisura diferentes, de igual modo se recurrirá para contrastar los resultados obtenidos al software de cálculo Matlab, obteniendo las expresiones analíticas de los desplazamientos máximos de los ejes Asurados sometidos a flexión a partir de los coeficientes de flexibilidad, los cuales son función de la profundidad característica de la fisura (α) y de su forma (β). Dicha comparación arroja unos resultados satisfactorios. De los resultados obtenidos para cada uno de los ejes se deduce que los mayores desplazamientos se producen en los casos en que la profundidad de fisura es mayor, es decir, mayores valores del parámetro α. También se puede concluir que, dentro de un mismo valor de α, los mayores desplazamientos tienen lugar cuanto menor es el valor de β. es decir, fisuras que tienden a ser de frente recto, de mayor longitud y área. Como idea que sintetice las anteriores, se puede expresar que α es el parámetro más influyente, quedando la influencia de β en un nivel bastante inferior. ________________________________________________________________ In the present Project it is tried to study the behaviour to flexion under static loads of semielliptical front cracks'shafts. This plan will be made in a numerical way and it will be verified in an analytical way. In all the cases the displacement one of the shaft will be calculated and later on the results obtained will be analysed. The analytical formulation that relates the displacement one of a cracked shaft to the cracks's geometry (its shape and size), has been developed for the condition of leaned support. In the section of numerical model, a Method of Finite Elements will be used (Abaqus, in its version 6.7), to make the tests about shafts in different geometries of crack: the same it will be resorted to the software of calculation Matlab to check the results obtained to being obtained the analytical expressions of the total displacements of the cracked shafts put under flexion from the flexibility coefficients . which are the function of the depth characteristic of the crack (α) and its shape (β). This comparison is successful. In every achievement shaft it is deduced that the greatest displacements take place when the depth of shaft is bigger, that is to say the greater values of the parameter α. Taking everything into account it concludes that, within a same value of α, the greatest displacements take place whichever minor is the value of β; in other words, shafts tends to be straight front, greater length and area. All tilings considered, it is possible to be expressed that α is the most influential parameter, being left the influence of β in a quite inferior level. Ingeniería Industrial
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