Estudio numérico de la distribución y evolución del daño en cables metálicos

Abstract

El presente trabajo consiste en el estudio del daño en cables metálicos que tienen hebras inicialmente fracturadas de manera asimétrica, abarcando así las distintas configuraciones de asimetrías que pudieran existir en cables compuestos de un núcleo y seis hebras perimetrales. El objetivo principal es poder llegar a crear una forma de medición del daño en cables a partir del daño de sus hebras, que, a su vez, son dañadas con relación a la asimetría del cable producto de los gradientes de deformaciones que se generan. Para la realización de lo previamente mencionado se utilizan datos bibliográficos para así obtener las propiedades de algunos aluminios y aceros, con los que se lleva a cabo el estudio. Junto a esto se realiza una programación en Matlab para obtener los resultados de deformaciones, tensiones, fuerzas y daños de hebras y de cables. Se realiza además una comparación en cuanto a la capacidad de acumulación de daño entre las diferentes configuraciones y entre los diferentes materiales, llegando a la conclusión de que los daños críticos son controlados mayoritariamente por la asimetría de la sección transversal del cable, por sobre las características del metal en estudio. Además del daño, en este trabajo se confirma que la asimetría provocada por las hebras rotas influye directamente en la degradación de las capacidades mecánicas de los cables. Lo anteriormente mencionado se ve reflejado en una clara disminución de energía que puede acumular un cable mientras más asimétrico es, llegando a un límite máximo de asimetría con tres hebras fracturadas. Es preciso mencionar el alcance de este estudio, ya que los cables estudiados son con hebras rotas de manera adyacente, siendo el único caso diferente el cable virgen, que no tiene hebras rotas. Por lo tanto, es claro que en ninguna configuración estudiada el núcleo está fracturado. También se destaca el hecho de que, desde tres hebras rotas en adelante, el daño crítico es muy similar, pero no así la energía necesaria para llegar a ese daño crítico, necesitando más energía los cables que tienen más hebras vivas. A su vez, para los cables con menos de tres hebras fracturadas, el daño crítico del cable es mayor a medida que hay más hebras vivas, y así también la energía para llegar a dicho daño.