6.2 Zona de influencia del relajamiento a 8 mm

Como se determinó aplicando el FEM en la Figura III.30, el valor del campo de esfuerzos

residuales a6 mmdel centro, tiende a recuperarse, es decir el campo se relaja en la zona próxima contigua y que a cierta distancia el campo mantiene su valor original. Para validar lo anterior, se obtuvo el valor del campo de esfuerzos a 8 mm del centro, por lo que en la Figura III.35 nuevamente se aplica el FEMy elCCM, con lo que se validan los resultados.

Figura III.35.-Zona de influencia del relajamiento por el primer corte, a8 mmdel centro

En las Figuras III.36, III.37, y III.38 se determina el mantenimiento y el relajamiento de la magnitud del campo de esfuerzos residuales a8 mmdel primer corte.

Figura III.36. –Campo de Esfuerzos Residuales a8 mm, obtenido por elMEF

Figura III.38.-Comparación de los resultados obtenidos por elMEFy elCCM,a 8 mm del centro de la viga

Se observa en esas figuras que por los resultados obtenidos aplicando la metodología descrita, la zona de influencia del relajamiento de esfuerzos debido al corte en el centro de la viga, relajan la magnitud del campo a una distancia vecina, en este caso a 3 mm,aunque y no alteran su efecto de ser de tensión o de compresión. El valor del campo a una distancia más alejada, en este caso a 8 mm, conserva sus valores originales, por lo que el valor del campo se mantiene constante en la zona bajo flexión pura.

III.7.- Sumario

En este capítulo se desarrolla y se explica la formulación analítica del método de respuesta de grieta. Esta formulación implica las funciones de respuesta y la representación polinomial del esfuerzo residual, así como soluciones de avance y soluciones inversas. El campo de esfuerzos residuales resultante por la aplicación del Método de Respuesta de Grieta, se obtuvo analizando una viga de sección transversal rectangular sometida a cuatro puntos de flexión. El campo de esfuerzos encontrado se compara con el campo de esfuerzos residuales obtenido con el Método del Elemento Finito. Al sobreponer los campos de esfuerzos y comparando, se observa una concordancia excelente, lo que indica que el desarrollo numérico es confiable y será posible aplicarlo para validar los resultados experimentales. Los resultados obtenidos por el método de respuesta de grieta, se obtuvieron bajo tres diferentes reglas de endurecimiento encontrándose en todos los casos resultados excelente.

Se hicieron simulaciones numéricas, en las que se varió la posición de la galga extensométrica, para la toma de lecturas del relajamiento de la deformación elástica. El resultado de la óptima posición de la galga, servirá para el desarrollo experimental del Capítulo V.

En el capítulo IV se hará la descripción de la metodología a seguir para desarrollar el análisis experimental para la evaluación del campo de esfuerzos residuales aplicando el Método de Respuesta de Grieta. En ese capítulo se muestra el diseño del banco de trabajo para los ensayos a cuatro puntos de flexión, así como las probetas a ensayar y el procedimiento para el tratamiento térmico de recocido, el cual se aplicará al total de las probetas para eliminar la historia previa. Se muestra también el prejalado a las probetas y el pegado de las galgas extensométricas.

IV.1.- Generalidades

En este capítulo, se presenta en su totalidad la metodología que se implementó para el desarrollo experimental de esta investigación. La metodología realizada tiene como finalidad principal, la evaluación del mantenimiento o relajamiento del campo de esfuerzos residuales inducidos en vigas con y sin historia previa que son sometidas a cargas cíclicas. Es muy importante resaltar, que dicha evaluación se realizará utilizando por medios experimentales elCCM. La metodología a seguir en esta investigación se muestra en la diagrama de flujo de la Figura IV.1.

Figura IV.1.-Metodología propuesta para esta investigación

Vigas de aceroAISI/SAE 1045 Tratamiento térmico de vigas Diseño de banco de trabajo para

cuatro puntos de flexión Pegado de galgas extensométricas Inducción de historia previa a vigas

Inducción de esfuerzos residuales

Ensayos de fatiga para evaluar el relajamiento y/o mantenimiento de

esfuerzos residuales

Tramos calibrados de 300 mm de longitud y 12.7 mm de sección transversal Recocido para relevado de esfuerzos Construcción de banco de pruebas para

ensayos a flexión

Para ensayos uniaxiales y de flexión Para bajos, medios y altos niveles de

predeformado de manera axial Aplicación de carga no homogénea

mediante ensayos a flexión

Aplicación delCCMpara evaluar el campo de esfuerzos residuales

Aplicación experimental del método

El desarrollo de la metodología establecida se fundamenta en la necesidad de realizar ensayos a flexión en cuatro puntos. Debido a que con este tipo de pruebas, es posible obtener dos condiciones fundamentales para esta investigación, a saber; flexión pura en la parte central de la viga a ensayar y la aplicación de una carga no homogénea (que es la condición necesaria para inducir un campo de esfuerzos residuales). Asimismo, se aprovecha de este ensayo la obtención simultánea en una sola prueba de las curvas esfuerzo-deformación (tensión y compresión). Con lo que es posible caracterizar las propiedades mecánicas del material seleccionado. Lo que servirá, para no tener que evaluar al material de forma axial y determinar su compartimiento a tensión y a compresión.