Modelado de Probetas Estandarizadas para Ensayo de Fatiga en Altas Frecuencias

Abstract

El objetivo del presente trabajo fue determinar mediante herramientas de simulación numérica el diseño óptimo de una serie de probetas, que permita reutilizar un banco de ensayo de cavitación bajo norma. Este banco utiliza un transductor que somete a las probetas a un movimiento oscilatorio mediante una excitación de alta frecuencia para producir cavitación en un fluido. El movimiento que el sonotrodo impone a la probeta genera fuerzas inerciales importantes y permite ser utilizado para solicitar axialmente a una sección de probeta diseñada a tal fin, con condiciones de carga oscilante, creando así la posibilidad de ensayar la condición de fatiga de alto número de ciclos en tiempos cortos. La validación inicial de los modelos numéricos utilizados se hizo contra modelos teóricos clásicos para falla por fatiga producida por cargas axiales cíclicas, utilizando curvas de fatiga de materiales de caracterización conocida experimentalmente. Una vez finalizado el trabajo de validación utilizando materiales ya caracterizados, se hará una validación experimental mediante el equipamiento existente de modo de verificar la correlación de modelos y ensayos. Logrado esto mediante las probetas diseñadas y los protocolos de ensayo desarrollados se aplicará el método de caracterización para materiales y aleaciones que aún no han sido estudiados. Este trabajo permite también desarrollar estrategias de modelización y criterios de utilización de simulaciones mediante elementos finitos en miembros del grupo de trabajo, útiles en el contexto de un proyecto educativo, denominado Potenciación del uso de herramientas numéricas en el área de Ingeniería Electromecánica de la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Mendoza.