Tesis:
Flow and Fracture Behavior of High Performance Alloys.
- Autor: ERICE ECHAVARRI, Borja
- Título: Flow and Fracture Behavior of High Performance Alloys.
- Fecha: 2012
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: CIENCIA DE LOS MATERIALES
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/14461/
- Director/a 1º: GALVEZ DIAZ-RUBIO, Francisco
- Resumen: Basados en nuestras necesidades, es decir, simulaciones de los fenómenos de impacto que pueden ocurrir dentro de un motor a reacción con un código explícito no lineal de elementos finitos, se han postulado cuatro nuevos modelos de materiale. Cada uno de se ha calibrado para cuatro aleaciones de elevadas prestaciones que se pueden encontrar en un motor a reacción moderno. Se ha propuesto un nuevo modelo desacoplado material para elevadas velocidades de deformación y aplicaciones balísticas. Basado en un modelo de tipo Johnson-Cook, la formulación propuesta introduce el efecto del tercer invariante por medio de tres funciones distintas que dependen del ángulo Lode. Las funciones dependientes del ángulo de Lode se han añadido tanto al modelo plástico como al criterio de rotura. El modelo postulado se ha calibrado para una aleación de aluminio 6061-T651 con datos tomados de la literatura. Realizando simulaciones numéricas de varias ensayos cuasi-estáticos y dinámicos, se muestra la capacidad del modelo JCX de predecir patrones de rotura complejos. Como una extensión del modelo anteriormente mencionado, se ha realizado una modificación del ablandamiento térmico debido a la temperaturas de transformación de fase (JCXt). Además, se ha definido una tensión de fluencia dependiente del ángulo de Lode. Analizando el diagrama de fases y los ensayos de alta temperatura realizados, se han determinado las temperaturas de transformación de fase del acero inoxidable FV535. Las constantes del material postulados del modelo para el acero inoxidable FV535 se han calibrado para el modelo. Se ha presentado un modelo acoplado elastoplástico con daño para elevadaas velocidades de deformación y aplicaciones balísticas (JCXd). Se ha añadido una función dependiente del ángulo Lode a la a la definición de la deformación plástica equivalente del criterio de rotura de Johnson-Cook. El ablandamiento en la ley elástica y en la relación constitutiva de tipo Johnson-Cook introduce implícitamente la dependencia ángulo de Lode en el comportamiento elastoplástico. El modelo de material se ha calibrado para la superaleación a base de níquel Inconel 718 endurecida por precipitación . Se ha demostrado que la combinación de una función del ángulo de Lode en el criterio de rotura con ablandamiento en las ecuaciones constitutivas, es capaz de predecir los patrones de rotura de los ensayos mecánicos realizados y proporcionar resultados fiables. S eha presentado unn modelo de material transversalmente isótropo para aleaciones de solidificación direccional. La función de plastificación propuesta se basa en una única transformación lineal del tensor de tensiones. El operador lineal regula el grado de anisotropía de la función de plastificación. El comportamiento elástico, así como el endurecimiento, se han considerado isotrópos. Para modelar el endurecimiento, se ha adoptado una relación constitutiva de tipo Johnson-Cook. Se ha incluido un vector de material en la implementación del modelo. El fallo se ha modelado con el criterio de rotura de Cockroft-Latham. El vector de material permite orientar la orientación de referencia en cualquier otra que el usuario pueda necesitar. El modelo se ha calibrado para la superaleación de níquel de solidificación direccional MAR-247.