04PL_Medida de KIC.key

PLANTEAMIENTO LOCAL
DE LA FRACTURA:
MEDIDA DE KIC
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS
MEDIDA NORMALIZADA
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS
MEDIDA NORMALIZADA
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (I)
– Efecto de la temperatura y la velocidad de solicitación
– Efecto del espesor (triaxialidad)
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (II)
Efecto de la temperatura y la velocidad de solicitación
KIC
crecimiento y
coalescencia
de huecos
clivaje
TC
Temperatura
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (III)
Efecto de la temperatura y la velocidad de solicitación (cont.)
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (IV)
Efecto de la temperatura y la velocidad de solicitación (cont.)
KIC
ε• baja
ε• alta
∆T
Temperatura
Barsom:
(aceros)
250 < σe < 1000 MPa
∆T= 120 – 0.12 σe
σe > 1000 MPa
∆T= 0
σe = límite elástico 0.2% a 20º
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (V)
Efecto del espesor
KC
KIC = tenacidad de fractura
Espesor
←Tensión plana
Deformación plana→
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (VI)
Efecto del espesor (cont.)
KI
cosθ/2 [1+senθ/2]
2π r
KI
cosθ/2 [1–senθ/2]
σ2 =
2π r
σ1 =
r
θ
0
σ3 =
Tens. plana
2νKI
cosθ/2 Def. plana
2π r
Von Mises:
2σe2 = (σ1-σ2)2+(σ1-σ3)2+(σ2-σ3)2
rp =
1 KI
4π σe
2
rp =
1 KI
4π σe
2
[1+cosθ+(3/2)sen2θ]
T.P
[(1-2ν)2(1+cosθ)+(3/2)sen2θ]
D.P
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (VII)
Efecto del espesor (cont.)
0.25
Tensión plana
0.2
0.15
rp
0.1
θ
0.05
KI
σe
2
0
-0.1 -0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Deformación plana
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS (VIII)
Efecto del espesor (cont.)
Tensión plana
Deformación plana
Tensión plana
ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS
MEDIDA NORMALIZADA
Normas
Europeas
Normas ASTM
MEDIDA NORMALIZADA (I)
E399- Medida de KIC
E1820- KIC, R, R(∆a)
ESIS-P2- KIC, R, R(∆a)
1970
ISO-12737- KIC
1980
1990
2000
MEDIDA NORMALIZADA (II)
ASTM E1820
Probetas:
2010
MEDIDA NORMALIZADA (III)
ASTM E1820
Probeta de flexión en tres puntos
MEDIDA NORMALIZADA (IV)
ASTM E1820
Probeta compacta
MEDIDA NORMALIZADA (V)
ASTM E1820
Probeta disco
MEDIDA NORMALIZADA (VI)
ASTM E1820
Orientación probetas
T–L
dirección ⊥ grieta
propagación
MEDIDA NORMALIZADA (VII)
ASTM E1820
Flexión :
KI =
Compacta :
Factores de Intensidad de tensiones
6P
1.99 – α (1 – α) (2.15 – 3.93α + 2.7α2)
α
B W1/2
(1 + 2α) (1 – α)3/2
KI =
P
(2+α) (0.886+4.64α –13.32α2 +14.72α3 –5.6α4)
B W1/2
(1 – α)3/2
α = a/W
KI =
P
ƒ(α)
B W1/2
KIC =
PC
ƒ(α)
B W1/2
MEDIDA NORMALIZADA (VIII)
ASTM E1820
Fisuración : Mecanizado + Fatiga
max. 0.063W
0.45W ≤ a ≤ 0.55W
max. 30º
∆a > 0.05 a
>0.025 W
> 1.3mm
ρ < 0.08mm
Pmax
t
Pmin
–1 <
Pmin
Pmax
< 0.1
y
KI(Pmax)
E
< 0.0002 m1/2
MEDIDA NORMALIZADA (IX)
ASTM E1820
Rotura
P
CMOD
P
100%
PQ=Pmax
P
100%
PQ
95%
Pmax
P
100%
PQ
95%
CMOD
95%
CMOD
si Pmax < 1.1 PQ
Pmax
CMOD
KQ = KI(PQ)
MEDIDA NORMALIZADA (X)
ASTM E1820
Tamaño de grieta
0.005W
a 0=
7
Σa ]
i
1
Comprobaciones:
fatiga
entalla
1 as1+ as2 +
[
2
8
as1
a1
a3
a2
a5
a4
a7
a6
as
2
{a0 – ai } < 0.05 a0
{a0 – asi } < 0.05 a0
MEDIDA NORMALIZADA (XI)
ASTM E1820
Comprobaciones Finales
KQ = KI(PQ, a0)
B
b = W – a0
> 2.5
KQ
2
σe
KIC = KQ
≈ 10 rp
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-0.1 -0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Zona
KQ
≈
0.2
plastificada
σe
2
MEDIDA NORMALIZADA (XII)
PLANTEAMIENTO LOCAL
DE LA FRACTURA:
MEDIDA DE KIC