CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES
CARACTERIZACIÓN
CONVENCIONAL
El équipo húmado de AMS posee gran experiencia in Ciencia de Materiales
y Mecánica de Fractura. Sus miembros han formado parte de departamentos
de I+D de importantes empresas del sector aeronaútico, ingeniería civil
y departamentos universitarios de reconocido prestigio
internacional. AMS ofrece a sus clientes asesoría en técnicas
experimentales basada en su experiencia en laboratorio que incluye:
- Diseño de programas experimentales
- Ensayos de tracción, flexión y compresión
- Fluencia
- Fatiga y fractura
- Ensayos criogénicos
- Ensayos a alta temperatura
- Ensayos en vacío
- Difracción de rayos X
- Difracción de neutrones
- Tensiones residuales
CARACTERIZACIÓN
NO CONVENCIONAL
Durante los últimos años, la empresa ADVANCED MATERIAL SIMULATION, en
colaboración con el departamento de Ciencia de los Materiales de la
Universidad Politécnica de Madrid, ha desarrollado una técnica original
de caracterización no convencional de materiales.
La medida de las propiedades mecánicas de un material habitualmente se
lleva a cabo por medio de ensayos mecánicos donde se emplean geometrías
sencillas, como los ensayos de tracción y compresión simple, o
geometrías
normalizadas, como es el caso de los ensayos de
tenacidad.
Esta caracterización no siempre es posible, debido a limitaciones
geométricas o materiales. En estas situaciones son necesarias
estrategias
alternativas como la propuesta por ADVANCED MATERIAL SIMULATION de
caracterización no convencional de materiales.
El método se basa en utilizar resultados experimentales, cálculos
numéricos por elementos finitos y algoritmos de optimización no lineal.
El procedimiento ha sido aplicado con éxito en los siguientes casos:
- Determinación de la curva tensión deformación plástica de
vainas de combustible a partir del ensayo de
tracción en anillo.
- Determinación de la curva tensión deformación
plástica de vainas de combustible a partir del ensayo de compresión
diametral
- Determinación de la curva tensión deformación
plástica del acero A533 a partir de ensayos de tracción en probeta
entallada
- Determinación de la curva tensión deformación
plástica a partir de nanoidentación con punta esférica.
- Cálculo de la energía de fractura de vainas de combustible
hidruradas a partir de ensayos de compresión diametral.
- Cálculo de la tenacidad de fractura de aceros de vasija a
partir de ensayos de tracción en probeta entallada
Los resultados de estos trabajos se han recogido en artículos
publicados en congresos y revistas de investigación de reconocido
prestigio internacional como aparece en
AMS-Publicaciones
La triple combinación de experimentación, cálculo numérico y algoritmos
de optimización permite obtener propiedades mecánicas de
materiales tales que al introducirlas como dato en la modelización
numérica ajusten de forma óptima los resultados experimentales. Gracias
a esta metodología es posible determinar las propiedades
mecánicas y de fractura de materiales en condiciones límite, donde no
es posible realizar ensayos mecánicos normalizados.
Aplicaciones
- Caracterización de materiales a distintas temperaturas y
velocidades de deformación
- Propiedades mecánicas de materiales irradiados
- Caracterización mecánica de soldaduras
- Comportamiento mecánico de recubrimientos o posibles capas
de oxido
En las siguientes figuras aparece un resumen de la metodología
propuesta.
a. Algoritmo AMS de análisis inverso para determinar la curva tensión
deformación plástica de un material.
b. Estimación de la tenacidad de fractura por medio de ensayos no
normalizados.
La tenacidad de KIC o la integral J de iniciación JIC se obtienen a
partir de ensayos de fractura normalizados que requieren gran cantidad
de material.
Una alternativa al procedimiento standard es utilizar ensayos mecánicos
donde se propague una grieta de forma estable y modelizarlos con la
teoría de la fisura cohesiva.
El ajuste de los resultados numéricos a los resultados experimentales
optimizando los parámetros del modelo de daño permite estimar la
tenacidad de fractura.
