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Una ecuación de dureza unificada para ensayos de indentación esférica
Esqué de los Ojos, Daniel
Alcalá Cabrelles, Jorge; Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal•lúrgica
El presente proyecto tiene su marco teórico en las técnicas de indentación instrumentada. Mediante este tipo de ensayos pueden relacionarse la dureza y las propiedades mecánicas fundamentales de un material, tales como el módulo de Young, el límite de fluencia o el coeficiente de endurecimiento por deformación. En el caso de indentaciones puntiagudas en las que se utilizan pirámides Vickers o Berkovich esta relación se puede establecer mediante el conocimiento de las curvas de carga aplicada (P)-profundidad de penetración (h). En estos casos no existe variación de dureza conforme la profundidad de penetración aumenta. Por otro lado, en el caso de indentación esférica o indentación Brinell la dureza sí varía con la profundidad de penetración.El propósito de este proyecto es llegar a establecer una ecuación general de dureza, medida con penetradores esféricos según ensayo Brinell, que permita extraer las propiedades mecánicas de un material a partir de tres indentaciones es decir, mediante tres valores de dureza y sus correspondientes radios de contacto será posible determinar propiedades tales como el módulo de Young, la tensión de fluencia y el coeficiente de endurecimiento por deformación. Para alcanzar este objetivo se utiliza el análisis dimensional a fin de establecer las dependencias del problema y, sistemáticamente, se realizan simulaciones por elementos finitos del ensayo de indentación en sólidos que poseen un amplio abanico de propiedades. El resultado es una función en R4 que relaciona la dureza y el tamaño de la correspondiente huella inducida por la indentación con las propiedades mecánicas anteriormente citadas. La función predice correctamente la evolución del modo de contacto elasto-plástico a profundidades pequeñas, al completamente plástico a medida que se incrementa la profundidad de penetración del indentador en el material. En consecuencia, la solución obtenida suministra un tratamiento unificado al problema del contacto esférico entre sólidos que era inexistente en la literatura especializada.
2009-07-10
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
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Research/Master Thesis
Universitat Politècnica de Catalunya
         

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