Resumen de Estudio y diseño de una pantalla dinámica de protección contra caída de rocas empleando modelos dinámicos en software de elementos finitos

Laura Castañón Jano

• español

  Esta tesis doctoral aborda el diseño de una novedosa pantalla dinámica para la retención de rocas de baja-media energía mediante el estudio y desarrollo de cada uno de sus componentes de forma independiente, así como también el análisis de su comportamiento de forma acoplada, evaluando su respuesta como conjunto. El trabajo ha sido llevado a cabo realizando ensayos de los componentes individuales (disipadores de energía y cables), a la par que se ha realizado una prolífica cantidad de simulaciones numéricas empleando softwares de elementos finitos a fin de completar los cálculos dinámicos. Ante la falta de una respuesta uniforme, en términos de energía de activación y de la evolución carga-desplazamiento, de los disipadores de energía existentes actualmente en el mercado, se ha desarrollado un nuevo diseño que solventa dicha carencia propiciando un sistema de retención que favorece comportamientos semejantes (curva P-δ) al confrontar ensayos de disipadores con idénticas dimensiones. El diseño de la pantalla ha sido optimizando recurriendo a la técnica estadística de diseño de experimentos (DOE, de acuerdo a sus siglas en inglés). A partir del aprovechamiento de toda la investigación realizada, se construyeron dos pantallas, de 250 y 500 kJ, de acuerdo a las directrices de la guía ETAG027. Finalmente, la información de los registros experimentales ha sido cotejada con las simulaciones numéricas con resultados satisfactorios. Asimismo, se proponen ideas que facilitarían la instalación y puesta en servicio de la pantalla a comercializar.

• English

  This thesis presents the design of a new flexible barrier for low-medium energy impacts through the research and development of each component separately and, eventually, the study of the overall behaviour. To do that, both experimental tests of individual components -energy dissipators, cables…- and numerical simulation using finite element software in dynamic conditions have been carried out. The absence of regularity in the behaviour of existent brakes has encouraged the creation of a new design that completely eliminates this problem, reaching load-displacement curves with similar shape and values from tests of brakes of identical dimensions. After the performance of a Design of Experiments (DoE) for the optimization of the complete structure, two barriers of 250 kJ and 500 kJ have been built and experimentally tested following the procedure recommended by ETAG027. Finally, experimental tests and numerical simulations are compared, and new ideas are proposed that will help to improve the installation and the working performance of the barrier to be commercialized