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P.F.C.n
Análisis numérico mediante el Método de los Elementos Finitos del ensayo de fragmentación de fibra única

4. CREACIÓN DEL MODELO DE ELEMENTOS FINITOS

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Análisis numérico mediante el Método de los Elementos Finitos del ensayo de fragmentación de fibra única

4. CREACIÓN DEL MODELO DE ELEMENTOS FINITOS
En este apartado se expone con detalle el procedimientoseguido para la
realización del modelo del ensayo de fragmentación de fibra única mediante el Método
de los Elementos Finitos.
Ya se ha mencionado en la definición de los objetivos de este proyecto, que para
el análisis numérico de la propagación de grietas se va a emplear un modelo de
fisuración cohesiva, empleando elementos cohesivos.
A continuación se describe el proceso seguido para laconstrucción de dicho
modelo, explicando con detalle todas las características más importantes del mismo, así
como los pasos seguidos para su elaboración.

4.1.

SOFTWARE

Para la simulación del ensayo de fragmentación del modelo se han usado varios
paquetes comerciales que implementan el Método de los Elementos Finitos para el
análisis de problemas mecánicos.
Para la resolución del modelose ha usado el paquete comercial ABAQUS.
Dicho paquete incluye desde su versión 6.5 entre sus funciones los elementos cohesivos
necesarios para el modelado de la superficie de propagación de la grieta de despegue
mediante el modelo de fisuración cohesiva que se utiliza en este proyecto.
Los elementos cohesivos (ABAQUS Inc., 2006) se han diseñado
específicamente para el modelado delcomportamiento de juntas, adhesivos e interfases
de materiales compuestos, además de otras situaciones en las que sean de relevancia la
integridad y resistencia de las interfases entre diferentes materiales y en modelos de
fisuración cohesiva.
En general el objetivo fundamental de los cohesivos se resume en describir de
manera simple y realista el proceso de fisuración, en general de tipo no lineal, quese
produce en un sólido.
Por tanto los cohesivos pueden ser utilizados en zonas de los modelos de
elementos finitos en las que se espera la propagación de una fisura, sin ser necesaria una
fisura inicial para comenzar dicha propagación, de ahí el interés en la utilización de
dichos elemento en el modelo realizado del ensayo de fragmentación de fibra única.
En realidad, la localización delpunto de inicio de propagación, así como las
características de la evolución de la fisura son determinadas como parte de la solución
del modelo.
La propagación de la fisura está restringida a la zona modelada con elementos
cohesivos, impidiéndose su propagación a lo largo de las zonas adyacentes.
Para la construcción de la geometría del modelo, le definición de las condiciones
de contorno,los materiales que componen la probeta y las cargas que actúan en el

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ensayo durante toda la historia del mismo, se ha utilizado el paquete MSC Patran 2007
r2.
Sin embargo, dicho paquete no incluye entre sus funciones los elementos
cohesivos, por tanto, los elementoscohesivos se han introducido directamente en el
fichero de ABAQUS, así como la definición del contacto existente entre las caras de la
grieta de despegue a medida que ésta progresa por la interfase entre la fibra y la matriz.
La resolución del modelo ya totalmente definido con la inclusión de los
cohesivos se ha llevado a cabo igualmente con las versiones 6.61 y 6.82 de ABAQUS,
queproporcionan los archivos de salida requeridos con el fin de extraer los resultados
necesarios para el estudio detallado de todo el proceso de ensayo simulado.
De la misma manera, para todo el postproceso de los resultados referidos se ha
utilizado el programa ABAQUS Viewer, del que se extraen los resultados que se
muestran en el desarrollo de esta memoria y de los que se extraerán las conclusiones...