Simulación numérica del ensayo de tracción simple y su uso como complemento en la formación por competencias en carreras de Ingeniería.
Palabras clave:
ensayo de tracción, formación por competencias, mecánica de materialesResumen
El ensayo de tracción simple es uno de los ensayos mecánicos destructivos más empleados para determinar propiedades características de los materiales. Desde el punto de vista de la formación de ingenieros, es de utilidad para la introducción de conceptos como los de tensión convencional y verdadera, etc. Por otro lado, la comprensión de propiedades mecánicas tiene implicancias en la práctica de la ingeniería; tanto en lo referente a diseño como en producción de bienes, mantenimiento e investigación. Esto implica, que dicho ensayo es de importancia en una formación con enfoque por Competencias. A pesar de la amplia utilización del ensayo de tracción en la formación práctica experimental, este brinda información sobre variables globales, dando poca información de variables locales, como distribuciones de deformaciones y tensiones. Por ello, es necesario incorporar herramientas complementarias que permitan movilizar e integrar saberes que contribuyan a comprender la respuesta mecánica de los materiales. Una manera de llevar adelante esto es mediante el empleo de experimentos numéricos del ensayo de tracción simple. En este trabajo, se presenta la simulación numérica mediante elementos finitos del problema de tracción simple para el caso de diferentes geometrías planas y distintos materiales; como herramienta para mejorar en alumnos de grado la integración de conocimientos y la formación por competencias en el área de la respuesta mecánica de los materiales y sus propiedades.
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Referencias
Ambriško, Ľ., & Pešek, L. (2024). Non-contact evaluation of deformation characteristics on automotive steel sheets. Metals, 14(5), 566. https://doi.org/10.3390/met14050566
Askeland, D. R & Wright, W. J. (2022). Ciencia e ingeniería de materiales: con base en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Ciudad de México. Cengage Learning.
ASM (2000). ASM Handbook: Mechanical testing and evaluation. ASM International, 8.
Beyramali Kivy, M., Hong, Y., & Asle Zaeem, M. (2019). A review of multi-scale computational modeling tools for predicting structures and properties of multi-principal element alloys. Metals, 9(2), 254. https://doi.org/10.3390/met9020254
Bridgman P. W. (1944). The stress distribution at the neck of a tensile specimen. Transactions of the American Society of Metals, 32, 553–574.
Budynas, R. & Nisbett, J. (2012). Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. México D.F., Mc Graw Hill.
Cabezas E. E. & Celentano D. J. (2004). Experimental and numerical analysis of the tensile test using sheet specimens. Finite Elements in Analysis and Design, 40(5-6), 555–575. https://doi.org/10.1016/S0168-874X(03)00096-9
Callister, W. D. & Rethwisch, D. G. (2023). Ciencia e ingeniería de materiales. Barcelona. Reverté.
Careglio, C.., Celentano, D., García Garino, C. & Mirasso, A. (2016). Global and local mechanical responses for necking of rectangular bars using Updated and Total Lagrangian finite element formulations. Mathematical Problems in Engineering, 2016(1), 1729638, 1-12. 10.1155/2016/1729638. https://doi.org/10.1155/2016/1729638
Careglio, C. (2017). Respuesta mecánica global y local en problemas elastoplásticos con grandes deformaciones. Ph.D thesis, Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentina.
Chakrabarty, J. (2006). Theory of plasticity. Oxford. Elsevier Butterworth-Heinemann.
Consejo Federal de Decanos de Ingeniería – CONFEDI (2018). Propuesta de estándares de segunda generación para la acreditación de carreras de Ingeniería en la República Argentina. Libro Rojo de CONFEDI, Giordano Lerena, R. y Cirimelo, S. (Editores). Universidad FASTA Ediciones. https://confedi.org.ar
Davidenkov N. N. & Spiridonova N. I. (1946). Analysis of the state of stress in the neck of a tension test specimen, Proceedings of American Society of Testing Materials, 46, 1147–1158.
Dieter, G. (1988). Mechanical metallurgy, SI metric edition. Series in Materials Science and Engineering. McGraw-Hill.
García Garino, C., Pacini, E., Monge, D., Careglio, C. & Mirasso,A. (2013). Computational mechanics software as a service project. Journal of Computer Science & Technology, 13(3), 160-166.
Le Boterf, G. (2010). Repenser la compétence: pour dépasser les idées reçues: quinze propositions. éditions Eyrolles.
Hosford, W. (2010). Mechanical behavior of materials. Cambridge. Cambridge University Press.
Irak, E. A. (2023). Developing the mechanical properties of bio-based films used in food packaging industry. Master thesis. Izmir Institute of Technology, Turkey. https://hdl.handle.net/11147/14232
Juwet, T., Luyckx, G., Lamberti, A., Creemers, F., Voet, E. & Missinne, J. (2024). Monitoring of composite Structures for re-usable space applications using FBGs: The influence of low earth orbit conditions. Sensors, 24(1), 306. https://doi.org/10.3390/s24010306
Li, Z., & Li, W. (2023). Study on tensile strain of carbon fiber triaxial woven fabric/thermoplastic polyurethane flexible textile composites. Polymer Composites, 45(3), 2337-2351. https://doi.org/10.1002/pc.27923
Malvern, L. (1969). Introduction to the mechanics of a continuous medium. New Jersey. Prentice-Hall.
Meyers, M. & Chawla, K. (2009). Mechanical behavior of materials. Cambridge. Cambridge University Press.
Needleman A. (1972). A numerical study of necking in circular cylindrical bar. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 20(2), 111–127. https://doi.org/10.1016/0022-5096(72)90035-X
Raj, V.A., Sankar, K, Narayanasamy, P., Moorthy, I.G., Sivakumar, N., Rajaram, S.K., Karuppiah, P., Shaik, M.R., Alwarthan, A., Oh, T.H. & Shaik, B. (2023). Development and characterization of bio-based composite films for food packing applications using boiled rice water and pistacia vera shells. Polymers, 15(16), 3456. https://doi.org/10.3390/polym15163456
Rodriguez, S., Lang, E., Argibay, N., Kustas, A., Barrick, E., Jones, M., Arata, E., Walker, C., Monroe, G., Whetten, S., De Smet, D. & Lim, H. H. (2021). Application of refractory high entropy alloys for higher reliability and higher-efficiency Brayton cycles and advanced nuclear reactors. Sandia Report, SAND2021-11377. https://doi.org/10.2172/1822585
Shim, Y. D., Kim, J., Kim, C., Park, J., Yang, D. W., & Lee, E. H. (2024). Evaluation of mechanical properties considering uncertainties for hairpin coils in electric vehicle motor manufacturing. IEEE Access, 12, 45318-45330. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3380463
Tobón-Tobón, S., Pimienta Prieto, J. & García Fraile, J. (2010). Secuencias didácticas: aprendizaje y evaluación de competencias. México. Pearson Educación.
Wilkins, M. L. (1968). Third progress report of light armor program. Lawrence Livermore National Laboratory. University of California. https://apps.dtic.mil/sti/citations/AD1033497
Zienkiewicz, O.C. & Taylor, R.L. (1991). The Finite Element method. McGraw Hill, 1-2.
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