Desarrollo de una metodología basada en un nuevo criterio de predicción de vida a fatiga en componentes soldados de semirremolques
- Autores: Luis Tello Carbonel
- Directores de la Tesis: Luis Castejón Herrer (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Aparicio Izquierdo (presid.), Marco Carrera Alegre (secret.), Pablo Luque Rodríguez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El transporte de mercancías por carretera es un sector que está viviendo tiempos de cambio debido a la realidad actual económica y medioambiental. El aumento del precio de los combustibles y la necesidad de un menor consumo de combustible por Tonelada de carga transportada, hacen necesaria la búsqueda de vehículos aligerados y optimizados en su diseño y en su estimación de vida.
Para la consecución de vehículos optimizados en diseño y peso se hace necesaria la utilización de aceros estructurales con mejores propiedades de resistencia. El conocimiento del comportamiento de los materiales utilizados para la fabricación de vehículos semirremolques, tanto en condiciones estáticas, cómo en condiciones de cargas dinámicas y de fatiga, es imprescindible para el proceso de diseño y predicción de la durabilidad de los mismos.
En la presente Tesis Doctoral se pretende obtener una metodología para el diseño y la predicción de vida a fatiga de vehículos semirremolques. Mediante la utilización de diferentes técnicas numéricas de análisis, para la reducción al máximo posible la necesidad de realizar ensayos experimentales, y reducir de esta manera los gastos de los proyectos de I+D en el desarrollo de nuevos vehículos semirremolques.
Debido a la importancia de conocer el comportamiento de los materiales que componen la estructura de los vehículos es necesario conocer las propiedades de los mismos en condiciones normales y cuando son sometidos al proceso de soldadura en el ensamblaje del vehículo. Los materiales que se van a caracterizar mediante sus propiedades monotónicas y sus propiedades cíclicas son el acero S235JR y el acero DX355MCD, ambos aceros muy utilizados en la fabricación de semirremolques.
Para la realización de la predicción de vida a fatiga se ha desarrollado un criterio propio basándose en el criterio del Instituto Internacional de Soldadura aplicándole las correcciones necesarias en función de las propiedades de cada material en su estado base y en su estado tras el proceso de soldadura.
El criterio de predicción de vida a fatiga desarrollado se va a validar en probetas con soldadura en T que han sido ensayadas en condiciones de laboratorio, en submodelos más complejos cómo el conjunto del soporte de arriostramiento de los ejes de un vehículo semirremolque y por último en un vehículo semirremolque de tres ejes completo.
Se va a implementar una subrutina de post-proceso que, en función de los casos de carga que se apliquen a la estructura del chasis del vehículo semirremolque, sea capaz de realizar una predicción de vida a fatiga con una fiabilidad de la predicción preestablecida. La subrutina de predicción de vida a fatiga se ejecutará desde una intrerfaz de usuario amigable que estará integrada con el código de cálculo y será una herramienta de fácil utilización.
Se va a analizar el proceso de la acumulación del daño a fatiga a medida que avanzan los ciclos de carga en uniones que han sido soldadas en T mediante análisis modales del componente.
Mediante el método de los elementos finitos, y la posterior correlación con resultados experimentales, se va a establecer una metodología de cálculo utilizando técnicas de análisis modal, en primer lugar en probetas soldadas en T, y posteriormente en un chasis de vehículo semirremolque completo.
Finalmente se realiza un ensayo de vehículo semirremolque de tres ejes completo, sobre la bancada de ensayos que posee la empresa LECITRAILER S. L en sus instalaciones, y se comprobará que las predicciones realizadas mediante los métodos numéricos establecen predicciones de vida a fatiga que evitan el fallo o rotura de ningún componente de la estructura del vehículo.
