Programa de elementos finitos tridimensionales para la predicción de la trayectoria de fisuras en materiales frágiles mediante un modelo numérico discreto simplificado

Abstract

Esta tesis presenta la formulación, implementación y validación de un modelo numérico simplificado, que predice la trayectoria de fisuras en sólidos tridimensionales hechos de material frágil, conservando un bajo costo computacional. En la metodología utilizada, se construye una malla de tetraedros lineales separados levemente por elementos vínculo que conectan los nudos de las caras originalmente compartidas, dichos vínculos tienen un comportamiento no lineal que determina la aparición de fisuras con pérdida total de cohesión y en modo I de fractura. El modelo desarrollado considera que las deformaciones son infinitesimales y que las cargas aplicadas son estáticas. El algoritmo se realizó de forma estructurada en el lenguaje de programación Matlab u Octave, conservando las rutinas a código abierto. El programa desarrollado PREFIS se utilizó para analizar seis ejemplos de aplicación, cuyos resultados representaron satisfactoriamente la trayectoria de fisuración. (Texto tomado de la fuente)

This thesis presents the formulation, implementation and validation of a simplified numerical model, that predicts the crack path in three dimensional solids made of brittle material, keeping a low computational cost. In the methodology, a mesh is created with linear tetrahedrons slightly separated by link elements that connect the nodes of the originally shared faces, those links have a non-linear behavior that determinates the cracking with total cohesive loss and in mode-I fracture. The developed model considers that the strains are infinitesimal and the applied loads are statics. The algorithm was codified in a structured way in the programming language Matlab or Octave, keeping the routines in an open source. The developed program PREFIS was used to analyze six application examples, whose results satisfactorily represent the cracking path.