Cálculo del factor de intensidad de tensiones e integral j empleando la simulación mediante elementos finitos

Introducción: El método elementos finitos ha ganado en popularidad para determinar los parámetros de mecánica de la fractura, pero este tipo de análisis numérico arriba a resultados precisos o no, en dependencia de la calidad del modelo y el procedimiento de implementación de los métodos establecidos. Objetivo: Implementar y validar el cálculo del factor de intensidad de tensiones y la integral J a través de los métodos de extrapolación de desplazamientos, integral de dominio y de integral de interacción, mediante la modelación por elementos finitos de problemas de piezas fisuradas en 2D y 3D. Materiales y Métodos: Se calcularon el factor de intensidad de tensiones y la integral J, en una probeta compacta fisurada y una placa con grieta semicircunferencial superficial, mediante modelos de elementos finitos en 2D y 3D y estos resultados se comprobaron respecto a los obtenidos mediante expresiones analíticas publicadas. Resultados y Discusión: El error de los resultados que brindan los modelos de elementos finitos no supera el 3 % para los modelos bidimensionales y el 7 % para los tridimensionales, lo que demuestra su calidad y precisión. Conclusiones: Se considera validada la implementación del cálculo de los parámetros de mecánica de la fractura, lo que posibilita extender en el futuro su empleo a construcciones y equipos que presenten agrietamiento en servicio.