En diferents estudis realitzats, s’ha vist que la Tenacitat de Fractura d’una xapa metàl·lica pot ser una magnitud rellevant que es pot relacionar directament amb el bon o mal comportament del material en cas de xoc. A major tenacitat de fractura, major és la seva capacitat de deformar-se i d’absorbir energia abans de trencar-se. L’assaig per obtenir el valor de la tenacitat de fractura en xapes metàl·liques primes (t0 < 4mm) és el mètode del Treball Essencial de Fractura (TEF). Aquesta metodologia consisteix en aplicar un esforç de tracció (P) a provetes amb doble entalla lateral, tipus DENT (Double Edge Notched Tension). La zona compresa entre les dues entalles (o esquerdes) laterals és la zona on es produirà la fractura (FPZ – Fracture Process Zone). La distància entre les dues esquerdes és el que s’anomena la longitud de lligament (l0) i en multiplicar-la pel gruix de la xapa (t0) obtenim l’àrea de la zona fracturada. Les entalles laterals s’acostumen a fer mecanitzades amb electroerosió per fil (WEDM – Wire Electro Discharge Machining) i a continuació es provoca una fina esquerda que després es propaga per fatiga. En diferents estudis s’ha comprovat que el radi de la punta de l’esquerda condiciona el valor obtingut de tenacitat a la fractura: com més petit és el radi, més precís és el valor obtingut de tenacitat a fractura. El valor del radi de les esquerdes mecanitzades amb electroerosió s’aproxima a uns ρ0 ≈ 150 μm . En la majoria de materials aquest radi és massa gran per a obtenir un valor acurat de la tenacitat de fractura. Per a solucionar aquest problema es sotmeten les provetes a fatiga seguint les recomanacions de la norma ASTM E1820 [1], aplicant cicles de càrrega i descàrrega amb esforços inferiors al del límit elàstic. Això provoca la creació d’esquerdes molt fines a continuació de les entalles mecanitzades que van creixent cap a l’interior a mesura que es van succeint els cicles de càrrega i descàrrega. El radi de la punta de l’esquerda propagada és de l’ordre de ρ0 ≈ 0,1 μm . El principal inconvenient del mètode de propagació d’esquerdes per fatiga és el cost. Es necessita una màquina de fatiga per ressonància, només disponible en laboratoris especialitzats, i un temps de 90 min per proveta aproximadament, per aconseguir esquerdes propagades d’un mil·límetre de longitud. Actualment cal mecanitzar a les provetes les dues entalles laterals per electroerosió i posteriorment propagar les esquerdes per fatiga. Per tal de reduir els costos de preparació i assaig de les mostres, a Eurecat es va desenvolupar un sistema per a produir esquerdes amb un petit radi en la punta mitjançant el cisallament de les provetes en una matriu. El problema sorgeix en el fet que el límit de l’esquerda propagada no és perpendicular a la superfície de la xapa, cosa que implica una dificultat addicional en la determinació de la longitud del lligament, que no és uniforme en tot el gruix del material. Un dels objectius principals d’aquest treball consistirà en determinar quin és el mètode més adequat per a determinar la longitud dels lligaments en funció de la forma de la zona central de les provetes.

In different studies carried out, it has been observed that Fracture Toughness of a thin sheet metal is a relevant quantity that has been directly related to crashworthiness behaviour. The higher the fracture toughness, the greater is the material ability to deform and absorb energy before breaking. The experimental test to obtain the fracture toughness value in thin metal sheets is done by applying a tensile force (P) to test pieces with double lateral notches, a DENT specimen (Double Edge Notched Tension). The Fracture Process Zone FPZ where fracture will occur, is placed between two lateral notches. The distance between these notches is called the ligament length (l0) and the thickness of the sheet metal (t0). The product of these two factors is equal to the area of the fracture zone. Lateral notches are usually done by WEDM – Wire Electro Discharge Machining but then a thin crack is caused and then is propagated by fatigue loads. In different studies it has been seen than the radius at the crack tip is directly related to the value obtained of the fracture toughness: the smaller the radius, the more accurate is the fracture toughness value. The radius of the WEDM notches is about ρ0 ≈ 150 μm. For a lot of materials where this radius is too large to obtain an accurate value of the fracture toughness. To solve this problem, notched specimens are tested in fatigue, according to the ASTM E1820 [1] specifications applying cycles of loading/unloading below the yielding point. This causes that little cracks grow at the tip of the initial WEDM notches. The tip radius of these thin cracks is about ρ0 ≈ 0,1 μm Fatigue tests are difficult to implementate. They need a resonance fatigue machine to do the test and this type of machine is only available in a few labs. The method is time consuming, so very expensive. It will take approximately 90 min to propagate the lateral cracks 1 mm to the center of the specimen. Nowadays, lateral notches are done by WEDM and then cracks are propagated by fatigue testing. To reduce the time of sample preparation and testing costs, Eurecat developed a system to produce thin notches in a sheet metal. This fast system shears the specimens in a sheet metal die. One problem of this method is that the line formed by the crack tips is not perpendicular to the sheet metal surfaces and this makes difficult to determinate the ligament length because it’s not uniform throughout the sheet metal thickness. The principal goal of this work is to investigate which can be the best method to measure and determine the ligament legth depending on the shape of the central zone of the specimens.