Procedimiento numérico para la estimación de la evolución del daño en cables de metales dúctiles

Abstract

En el presente trabajo se estudia la evolución del daño plástico dúctil en la respuesta estática de cables metálicos. Esta evolución se determina, mediante la utilización de modelos numéricos y datos experimentales de ensayos de capacidad de alambres de acero y aluminio que forman los cables en estudio. Dos tipos de modelos numéricos son considerados: (i) simulaciones 3D en base a elementos finitos que permite obtener la evolución de daño de un alambre en función de la deformación plástica utilizando el modelo de degradación no lineal de Gurson-Tvergaard-Needleman y (ii) modelo mecánico en base a una viga Bernoulli no lineal que permite determinar la respuesta de cables inicialmente intactos y pre-dañados (presencia de alambres superficiales fracturados). Los análisis numéricos consideran cables de construcción $1 \times 7$ con diámetros que varían entre $9.5$ $[mm]$ y $14.3$ $[mm]$ con distribución de alambres superficiales fracturados asimétricamente. Los resultados del estudio indican que la disminución de la capacidad de un cable de desarrollar daño plástico dúctil depende fuertemente del número y distribución de alambres fracturados en superficie, análisis que permitiría establecer criterios de reemplazo de cables pre-dañados. Resultados preliminares de este estudio señalan que, para los cables estudiados, el número de alambres superficiales fracturados permitidos son dos.