Desarrollo de un modelo de simulación computacional para la determinación del comportamiento de los esfuerzos cíclicos por flexión y torsión en un espécimen fabricado de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
En la actualidad, se ha evidenciado el incremento del uso de polímeros en aplicaciones en automoción, aeroespaciales, etc. Esto considerando que los polímeros ofrecen una variedad de productos únicos, y propiedades excepcionales. Uno de los más usados a nivel mundial es el acrilonitrilo butadieno es...
- Autores:
-
Castro Villalobos, Camilo Andrés
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4980
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/4980
- Palabra clave:
- Modelo simulación computacional - Esfuerzos ciclicos
Modelo simulación computacional - Uso de polimeros
Modelo simulación computacional - Integración de herramientas
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En la actualidad, se ha evidenciado el incremento del uso de polímeros en aplicaciones en automoción, aeroespaciales, etc. Esto considerando que los polímeros ofrecen una variedad de productos únicos, y propiedades excepcionales. Uno de los más usados a nivel mundial es el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), esto gracias a sus buenas características de procesamiento a un costo relativamente bajo. Debido a la inclusión de los polímeros en aplicaciones de ingeniería, ha aumentado la necesidad de establecer criterios y modelamientos de fatiga multiaxial que permitan entender el comportamiento de los polímeros frente a condiciones de carga cíclicas y que además logren realizar una predicción de vida confiable. Por otro lado, la integración de herramientas de simulación como el análisis por elementos finitos (FEA) ha facilitado el proceso de investigación, esto sabiendo que dicho método de análisis es una de las herramientas más efectivas en simulación numérica. Es por esto que, se desarrolló un modelo de simulación computacional el cual permite el estudio del fenómeno de fatiga multiaxial para un espécimen de material ABS. De igual manera se logró la validación de dicho modelo a través de un criterio de falla teórico para la evaluación de fatiga multiaxial. |
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Por otro lado, la integración de herramientas de simulación como el análisis por elementos finitos (FEA) ha facilitado el proceso de investigación, esto sabiendo que dicho método de análisis es una de las herramientas más efectivas en simulación numérica. Es por esto que, se desarrolló un modelo de simulación computacional el cual permite el estudio del fenómeno de fatiga multiaxial para un espécimen de material ABS. De igual manera se logró la validación de dicho modelo a través de un criterio de falla teórico para la evaluación de fatiga multiaxial.At present, there has been an increase in the use of polymers in applications in the automotive, aerospace, etc. This considering that polymers offer a variety of unique products, and exceptional properties. One of the most widely used worldwide is acrylonitrile butadiene styrene (ABS), thanks to its good processing characteristics at a relatively low cost. Due to the inclusion of polymers in engineering applications, the need has increased to establish criteria and multiaxial fatigue models that allow understanding the behavior of polymers under cyclic loading conditions and that also achieve a reliable prediction of life. On the other hand, the integration of simulation tools such as finite element analysis (FEA) has facilitated the research process, knowing that this analysis method is one of the most effective tools in numerical simulation. For this reason, a computational simulation model was developed which allows the study of the multiaxial fatigue phenomenon for a specimen of ABS material. Similarly, the validation of said model was achieved through a theoretical failure criterion for the evaluation of multiaxial fatigue.PregradoIngeniero MecánicoIntroducción.....15 Capítulo 1: Introducción al problema bajo estudio.....16 1.1. Planteamiento del problema.....16 1.2. Objetivos.....17 Capítulo 2: Revisión de la literatura.....19 2.1. Marco Teórico.....19 2.2. Marco Referencial.....22 Capítulo 3: Materiales y métodos.....27 3.1. Consideraciones iniciales.....27 3.2. Definición de la geometría.....29 3.3. Propiedades del material.....32 3.4. Definición de las cargas y restricciones del modelo.....34 3.5. Definición del mallado.....39 3.6. Simulación en ANSYS Workbench.....41 3.7. Consideraciones para la simulación de Fatiga.....45 Capítulo 4: Resultados.....47 4.1. Resultados de malla.....47 4.2. Consideraciones Iniciales.....49 4.3. Resultados de Fatiga para carga del 100% .....50 4.4. Resultados de Esfuerzo para carga del 100%.....51 4.5. Resultados de Fatiga para carga del 70%.....52 4.6. Resultados de Esfuerzo para carga del 70%.....53 4.7. Resultados de Fatiga para carga del 50%.....55 4.8. Resultados de Esfuerzo para carga del 50%.....56 4.9. Validación del modelo.....57 Capítulo 5: Análisis de resultados.....61 5.1. Mallado.....61 5.2. Parámetros de Fatiga.....62 5.3. Variación de las cargas del modelo.....62 5.4. Validación de los resultados.....62 Capítulo 6: Conclusiones.....65 Referencias bibliográficas.....6669 páginas.application/pdfCastro Villalobos, C.A. (2021). Desarrollo de un modelo de simulación computacional para la determinación del comportamiento de los esfuerzos cíclicos por flexión y torsión en un espécimen fabricado de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4980https://hdl.handle.net/20.500.12313/4980spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaM. Amjadi y A. Fatemi, «Multiaxial fatigue behavior of thermoplastics including mean stress and notch effects: Experiments and modeling», Int. J. 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