Propagación de grietas en materialea ortótropos mediante el método de los elementos de contorno

Abstract

Se presenta en este trabajo la aplicación del Metodo de los Elementos de Contorno (M.E.C.) a la determinación de factores de intensidad de tensiones (F.I.T.) y la predicción del ángulo de propagación de grietas en materiales ortótropos. El programa incluye elementos lineales, cuadráticos y elementos singulares para reproducir el estado tensional de bordes de grieta. Se sigue un proceso de subregionalización con cada uno de los labios de grieta en una subregión distinta, lo que evita la singularidad derivada de nudos dobles. Se estudian y comparan distintos métodos para la evaluación del F.I.T. y se obtiene el valor de los mismos en distintos casos de interés. Se utiliza el método de la tensión circunferencial máxima para la determinación del ángulo de propagación y se realiza el seguimiento de este ángulo en un caso específico.

The application of the Boundary Element Method (BEM) to the computation of the stress intensity factors (SIF) and the crack propagation angle in orthotropic materials is the aim of this paper. The computer program includes isoparametric linear, quadratic and quarter-pointtraction- singular elements in order to obtain the stress distribution around the crack edges. A multidomain approach is followed in order to avoid the geometrical singularity that appears in the double-node method. Different methods to compute the SIF are compared and severa1 SIFs computed for some cases. Finally, the maximun circunferencial stress approach is used to obtain the crack propagation angle in a mixed-mode propagation problein in an ortliotropic material.