Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Proyecto de I+D+i:
MODELADO COMPUTACIONAL DE LA TERMO-ELASTO-VISCOPLASTICIDAD EN GRANDES DEFORMACIONES
Año:2013
Áreas de investigación
  • Ingenierías
Datos
Descripción
Las ecuaciones constitutivas son un pilar fundamental en el comportamiento del medio continuo y por lo tanto en las simulaciones numéricas, típicamente mediante el método de los elementos finitos. En pequeñas deformaciones, los modelos constitutivos están aceptablemente desarrollados y motivados a partir de modelos reológicos. En grandes deformaciones, los modelos son considerablemente más complejos, por lo que los investigadores restringen lo más posible las variables de los mismos. Por ello, habitualmente las simulaciones en grandes deformaciones se enfocan a modelos elastoplásticos o modelos viscoelásticos, preferentemente sin tener en cuenta la temperatura y/o daño. La isotropía es frecuentemente una hipótesis de partida, sobre todo en los modelos elastoplásticos, mientras que la anisotropía es una condición necesaria en el comportamiento hiperelástico de materiales tan importantes como los tejidos del cuerpo humano. El objetivo del presente proyecto es extender los algoritmos implícitos de elastoplasticidad anisótropa en grandes deformaciones para incluir los efectos de la velocidad de deformación, relajación, temperatura (y posiblemente daño) a partir de modelos termodinámicos, tratando de mantener la sencillez física (necesaria para la obtención de los parámetros y la interpretación de los resultados) y algorítmica, con el objetivo de conservar el mayor desacoplamiento posible de los diferentes comportamientos de tal forma que puedan ser activados o desactivados a conveniencia (y recuperen modelos conocidos en cada caso). Las posibilidades de simulación que se abren con este tipo de algoritmos es grande: fenómenos de creep elastoplástico y relajación, fenómenos viscoelásticos, deformación adiabática (impacto), superplasticidad, simulación de comportamientos elastoviscoplásticos bajo amplios rangos de temperatura incluyendo procesos de enfriamiento y calentamiento, etc. Los materiales cuyo comportamiento se podría simular abarcan un gran rango: metales a diferentes temperaturas (cristalinos y amorfos), gomas, polímeros termoplásticos, tejidos biológicos, materiales compuestos, suelos saturados, el manto y la corteza terrestre, masas de hielo, etc. En particular, desde el punto de vista de aplicación futura estamos especialmente interesados en ser capaces de simular eficientemente procesos de fabricación mediante superplasticidad (y rangos intermedios con elastoplasticidad) y de simular el fenómeno de relajación y fluencia viscoplástica (creep) mediante algoritmos de elementos finitos basados en desplazamientos. Este tipo de simulaciones son tradicionalmente de gran interés para la industria aeronáutica (álabes de turbinas, componentes complejos que además pueden ser soldados por difusión, etc) y crecientemente para otros tipos de industria de fabricación de componentes. Se trata en este proyecto de mejorar las predicciones de dichos comportamientos mediante elementos finitos.
Internacional
No
Tipo de proyecto
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Entidad financiadora
Ministerio de Ciencia e Innovación
Nacionalidad Entidad
ESPAÑA
Tamaño de la entidad
Gran Empresa (>250)
Fecha concesión
02/12/2011
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Director: Francisco Javier Montans Leal (UPM)
  • Participante: Jose Maria Benitez Baena (UPM)
  • Participante: Anastasio Pedro Santos Yanguas (UPM)
  • Participante: Antonio Aureo Martinez Cutillas (UPM)
  • Participante: Miguel Angel Sanz Gomez (UPM)
  • Participante: Marcos Latorre Ferrus (UPM)
  • Participante: M. Mar Miñano Nuñez (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Departamento: Vehículos Aeroespaciales
  • Departamento: Ingeniería de Materiales
  • Departamento: Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
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