Influencia de la constricción en el comportamiento a fractura de uniones soldadas

Abstract

En la presente tesis se aborda la influencia de factores de diseño y geométricos en el comportamiento a fractura de uniones soldadas de aceros. En especial se considera la influencia de la diferencia entre las propiedades mecánicas de los distintos materiales que forman la unión soldada, así como de la geometría de la probeta sobre la que se realicen los ensayos de fractura. Se consideran dos tipos de uniones, según el material de aporte fundido tenga una resistencia mayor o menor que la del metal base. El estudio es inicialmente teórico, basándose en la modelización numérica de la unión soldada, formada por dos o tres materiales según se considere o no el efecto del daño dúctil. En todos los casos se cuantifica la variación de construcción que producen estas diferencias mecánicas en los campos de tensiones. Se intenta además relacionar esta variación en los campos tensionales con la producida por la constricción geométrica (debida a la geometría de la probeta), estableciendo así una metodología que permite cuantificar la constricción total y extrapolar los resultados obtenidos para una determinada probeta de fractura de una unión soldada, a otra con distinta geometría y distinto material de aporte a base. Se ha programado además un modelo de daño dúctil basado en el modelo de Gurson Tvergaard Needleman y en el criterio de coalescencia de Thomason y se ha incorporado al análisis por elementos finitos a partir de subrutinas de usuario para estudiar el efecto de la soldadura en la propagación dúctil. Finalmente, los resultados numéricos se han verificado mediante ensayos experimentales de fractura, los cuales permiten además conocer los micromecanismos de fractura presentes en las uniones soldadas consideradas, permitiendo así su modelización numérica.