Simulación computacional del comportamiento microestructural de materiales cuasifrágiles aplicado al diseño de materiales
Resumen
Debido a que el comportamiento mecánico de los nuevos materiales es muy complejo, cualquier intento de predecir su
comportamiento macroscópico sin incluir variables de la microescala resulta irremediablemente un fracaso y carente de sustento
teórico. Por tal motivo las teorías constitutivas clásicas de la mecánica de continuo resultan insuficientes para describir el complejo
comportamiento de estos materiales y se debe recurrir a formulaciones enriquecidas que, como se mencionó anteriormente,
incorpore influencia de la microescala.
Por otro lado, el comportamiento inelástico post pico de materiales cuasi-frágiles presenta un inconveniente adicional debido a que
se observa una dependencia patológica de la solución numérica del Método de Elementos Finitos con la discretización espacial
adoptada.
El plan trabajo correspondiente a este trabajo de investigación fue formulado para el desarrollo de la actividad científica en la
Micromecánica y Homogenización de materiales cuasifrágiles. En tal sentido se previó en primer lugar un plazo considerable para el
estudio intensivo y a fondo de los fundamentos de estas disciplinas. Con la posterior realización de homogeinización empleando el
MEF En el software de elementos finitos Abaqus para predecir el comportamiento mecánico de materiales estructurales con
diferentes grados de heterogeneidad en escala microscópica.
Sin embargo, en la mitad del transcurso de la investigación se llevó a cabo una redefinición del plan de trabajos en base al objetivo
final propuesto y a lograr una formación más integral. En este sentido, se decidió focalizar el trabajo en el modelado constitutivo de
materiales heterogeneos dejando de lado por el momento el modelado multiescala de los mismos. Este cambio se dió
fundamentalmente debido a que habían que resolver algunos problemas inherentes al comportamiento material previo a su traspaso
de escala.
Si bien no se concluyeron los resultados finales propuestos, se arribaron a resultados parciales correspondientes a los objetivos
individuales, entre los cuales se pueden destacar:
• Comprensión del funcionamiento y la implementación de un software genérico de Elementos Finitos.
• Comprensión de las principales teorías de no linealidad física en base al estudio de los diferentes modelos materiales para no
linealidad física que se adecuen a los componentes de la microestructura del medio heterogéneo en estudio.
• Comprensión de las técnicas de regularización más adecuadas al problema considerado y su implementación en un software de
Elementos Finitos, con el fin de obtener soluciones numéricas objetivas.