Formulación e implantación de modelos de daño para la simulación de la evolución al colapso en sólidos

Abstract

La mecánica de daño es una herramienta atractiva para describir el deterioro progresivo de las propiedades mecánicas de los materiales. Estudia a nivel microscópico la degradación de un material cuando se somete a distintas cargas y efectos en el tiempo. Existen cuatro aproximaciones para describir la degradación en materiales como son: agrietamiento distribuido, mecánica de fractura, discontinuidad de interiores y la mecánica de daño. En esta investigación se realizaron dos tipos de algoritmos matemáticos basados en la mecánica de daño para la simulación numérica de sólidos que fallan en esfuerzos de sólo tensión y de sólo cortante, respectivamente. La formulación de estos dos se fundamenta en el modelo de daño isotrópico con umbral de falla de igual tensión-compresión y considerando algunas propuestas realizadas por otros autores. Se realizan, para un entendimiento sencillo del daño, formulaciones uniaxiales las cuales se extienden, por medio de algebra y cálculo tensorial, en modelos de daño bidimensionales y tridimensionales.Finalmente se hace la validación de estos dos modelos de daño propuestos mediante ejemplos de aplicación que constan de resultados experimentales y numéricos reportados en la literatura.