Efectos Dimensionales Para La Mec De La Fractura

Tema (Estructuras):
MODELO Y EFECTOS DIMENSIONALES PARA EL ANÁLISIS DE LA MECÁNICA DE
LA FRACTURA ELÁSTICO LINEAL.
Autor: Ing. Alfonso Paucarhuanca Ayala
Resumen.
Con las conquistas científicas de los últimos decenios en el campo de la mecánica de los
materiales, se esta entendiendo que el concepto clásico de resistencia, conocida como fuerza por
unidad de superficie que provoca rotura,debe ser puesta en discusión, en particular en los casos que
se tenga estructuras particularmente grandes o pequeñas. La resistencia de materiales debe ser
confrontada con otra característica, la tenacidad del material, así definir, trámite la dimensión de la
estructura, la ductilidad o la fragilidad de la misma estructura. Dos características intrínsecas del
material, incluida unacaracterística geométrica de la estructura son en efecto la base mínima de
poder prever el tipo de respuesta estructural. Uno de los parámetros para la medida de la tenacidad
se conoce como la solución de la energía de fractura que lo denominaremos (ξIC), y que describe la
variabilidad de la respuesta estructural a tracción uniaxial, al variar de ξIC y /o de la longitud de la
barra sometidalongitudinalmente a tracción. Se ha confrontado en este caso una tendencia al
comportamiento dúctil para pequeñas longitudes de la barra y, al contrario, una tendencia al
comportamiento frágil (Snap-back) para grandes dimensiones de la barra. Dado que al aumentar el
espesor se verifica una transición entre colapso plástico e inestabilidad del equilibrio elástico, en las
estructuras solicitadaspreponderantemente a compresión, así como, en las estructuras solicitadas a
tracción, se verifica una transición entre colapso plástico y fractura frágil al aumentar la escala
dimensional.
En el presente tema se presentara dos puntos que analizan coherentemente la mecánica de la
fractura elástico lineal:
1.- Los efectos dimensionales y la transición dúctil – frágil, tomando como referencia los métodosconocidos de Williams y Westergaard.
2.- Modelo de la fisura cohesiva y fenómeno Snap Back
Para conocer mejor estos conceptos inicialmente haremos referencia al clásico criterio
energético de Griffith (1920).
En conclusión se tomará el concepto de energía de fractura y colocado en directa correlación
con el valor critico del factor de intensificación de los esfuerzos. Se sugerirá un modelomatemático
y numérico, capaz de describir con continuidad la transición de escala dúctil-frágil al que se ha
mencionado.
Serán obviados algunos pasos matemáticos, visto que se tiene la limitación de espacio para
el desarrollo de las ponencias.
Objetivos.
- Proporcionar la comprensión de la teoría de la mecánica de la fractura de materiales
estructurales, así como los conocimientos generales parala caracterización mecánica de los
mismos mediante modelos matemáticos y ensayos, para su selección en función de los
requerimientos de servicio.
- Profundizar el conocimiento científico del comportamiento físico y mecánico de los
materiales.
- F acilitar al lector herramientas de modelación y análisis de la mecánica de la
fractura para su aplicación en distintas áreas de la Ingeniería Civil.Difundido por: ICG Instituto de la Construcción y Gerencia

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Desarrollo de la ponencia
1.0.-Introducción.
Dos casos extremos muy discutidos son representados en la Fig.1. El primero (Fig. 1.a),
presenta una entre los cientos de barcos Liberty, que en los años de la segunda Guerra Mundial, se
partieron en dos, conroturas bastante netas y frágiles, privo de algún signo premonitor. Es decir que
asombró profundamente los técnicos que fueron los primeros en ocuparse de este incidente,
llegando a la conclusión, que era el bajísimo estado de las solicitaciones presente en el casco al
momento de la rotura, que el contraste entre la extrema fragilidad de aquella de rotura y la notable
ductilidad mostrada en...