Modelado numérico de propagación de ondas elásticas en un medio heterogéneo

EDUARDO G. RODRIGUEZ; DANIEL MILLÁN; CHRISTIAN PECO

San Rafael

Congreso; VI Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CLICAP 2022); 2022

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria, Universidad Nacional de Cuyo

La fabricación aditiva (AM) es un enfoque transformador para la producción industrial, que permite la obtención de piezas o sistemas más ligeros y resistentes. Sin embargo, al considerar la fabricación de componentes críticos para la seguridad, los defectos de fabricación pueden limitar los beneficios asociados con la AM o incluso suponer una barrera importante para su aceptación. Si bien existen diversas técnicas de evaluación no destructiva (NDE) para detectar fallas en piezas de diferentes formas y tamaños, la gran mayoría de ellas son ineficientes en componentes de geometría altamente compleja, como las típicamente producidas por AM. El ensayo por ultrasonido (UT) es el método de inspección preferido gracias a su alta sensibilidad de detección de defectos, incluidas grietas, poros, inclusiones y por la capacidad de las ondas ultrasónicas en penetrar materiales a profundidades mayores que las posibles con otras formas de energía. Recientemente, la versatilidad de UT sumado a las propiedades del hielo, acuñó una nueva técnica conocida como NDT por crioultrasonido. En este resumen, analizamos la propagación de ondas elásticas unidimensionales en un dominio sólido heterogéneo. Nos enfocamos en el proceso de modelado numérico en un marco computacional de métodos de elementos finitos (FEM) para evaluar su aplicación con fines de detección de daños. En particular, se utilizará diferentes funciones de forma como polinomios de Lagrange y máxima entropía local. Los resultados de los estudios de convergencia serán utilizados luego para estimar el tamaño de elemento óptimo para un tipo de elemento finito dado y el para grado del polinomio. Estas estimaciones se utilizarán para determinar la configuración de malla óptima a priori y, por lo tanto, para ahorrar una cantidad considerable de esfuerzo computacional. Luego, estos parámetros serán usados como punto de partida para analizar cómo varía la atenuación de la propagación de la onda a través de un material heterogéneo, modificando aleatoriamente su tamaño de grano.