Modelado de procesos de daño y agrietamiento
Las grietas que aparecen en los materiales policristalinos compuestos por agregados de cristales o granos de diferente dimensión y orientación son difíciles de reproducir con modelos de una sola escala. Es importante comprender cómo ocurren las grietas para contribuir al desarrollo de estructuras de transporte más livianas y fiables que mejoran las emisiones, los costes y la seguridad. Unos científicos aplicaron una novedosa formulación integral de límite del grano cohesivo para vincular la información obtenida a diferentes escalas con el proyecto MULTISCALE MODEL, financiado por la Unión Europea. Así se explica con precisión el efecto de las características de pequeña escala sobre la respuesta continua de gran escala, que a su vez, influye sobre la evolución del microestado durante la iniciación y propagación de las grietas. El modelo a nivel del grano basado en la formulación del límite del grano cohesivo por fricción explica la degradación intergranular progresiva y el fallo de los materiales policristalinos a microescala. Fue posible comparar los resultados informáticos con los datos disponibles. Este modelo a pequeña escala se integró al modelo multiescala, en el cual la macroescala se describe con una clásica formulación del elemento límite. Gracias a un procedimiento de homogenización del material es posible prever el daño a macroescala que ocurre como consecuencia del fallo intergranular progresivo de la microestructura. Los resultados del MULTISCALE MODEL han sido presentados en diferentes conferencias internacionales y publicaciones en revistas científicas con comité de lectura. Las predicciones de la propagación de la grieta aún se basan en gran medida en presunciones semiempíricas. El modelado más preciso de los mecanismos de aparición de pequeños fallos en los materiales policristalinos contribuirá en gran medida a las industrias del sector aeroespacial y de la automoción de la Unión Europea. Además de mejorar las prácticas de ingeniería y mantenimiento actuales, estos resultados fortalecen la posición de la Unión Europea en el área en crecimiento del modelado a múltiple escala.
Palabras clave
Grietas, modelo multiescala, policristalino, límite del grano cohesivo, homogenización del material
