Un Nuevo Modelo Discreto Aplicado a Problemas de Fractura Dinámica de Materiales Compuestos

Abstract

En este artículo se ha propuesto un nuevo modelo discreto bidimensional para simular problemas dinámicos de fractura en materiales ortótropos. El modelo se basa en la equivalencia entre la energía de deformación almacenada en una celda unitaria de un sólido continuo con la de una celda de un sólido discreto. Se han llevado a cabo dos discretizaciones, una triangular y otra cuadrangular. Además, se ha propuesto una metodología para aproximar el tensor de tensiones lo que permite emplear criterios de rotura típicos para materiales compuestos, como puede ser el criterio de rotura de Hashin. Con el objetivo de validar el modelo desarrollado se ha analizado el caso de una placa rectangular de material compuesto unidireccional, con un orificio circular en el centro, sometida a tracción dinámica. Se han considerado distintos ángulos de inclinación de las fibras de carbono, con el objetivo de ver la capacidad predictiva del modelo. El mismo problema fue analizado empleando el método de los elementos finitos con el fin de comparar las soluciones obtenidas. Los resultados muestran la capacidad del modelo propuesto para capturar las trayectorias de las fisuras, así como también la carga de rotura.