Estudio experimental y numérico para caracterizar la fractura de una unión adhesiva aplicada a la industria naval

Abstract

[Resumen] La industria 4.0 o cuarta revolución industrial necesita contar con novedosos enfoques que permitan alcanzar nuevos hitos industriales. En este estudio se vislumbra un horizonte en el que las uniones adhesivas metal-metal en el buque, sean una realidad. Por ello, en este trabajo se ha caracterizado la fractura de una unión adhesiva mediante los ensayos experimentales Tapered Double Cantiliever Beam y Single Leg Bending. Además, a los resultados obtenidos de carga-desplazamiento en la fase experimental, se les han aplicado varios modelos matemáticos (CBBM, SBT y CBT) para calcular las energías críticas de fractura en tracción y cizalla. Estas energías se han utilizado para validar los ensayos experimentales incorporándolas en un modelo de simulación cohesivo mediante una ley de tracción-separación. Los resultados revelan que se ha conseguido un buen modelo de simulación numérica que puede ser utilizado en el diseño de la unión de cualquier elemento en el buque.

[Resumo] A industria 4.0 ou cuarta revolución industrial necesita contar con novos enfoques que permitan alcanzar novos fitos industriais. Neste estudo albíscase un horizonte no que as unións adhesivas metal-metal no buque, sexan unha realidade. Por iso neste traballo caracterizouse a fractura dunha unión adhesiva mediante os ensaios experimentais Tapered Double Cantiliever Beam e Single Leg Bending. Ademais, aos resultados obtidos de carga-desprazamento na fase experimental, aplicáronselles varios modelos matemáticos (CBBM, SBT e CBT) para calcular as enerxías críticas de fractura en tracción e cizalla. Estas enerxías utilizáronse para validar os ensaios experimentais incorporándoas nun modelo de simulación cohesivo mediante unha lei de tracción-separación. Os resultados revelan que se conseguiu un bo modelo de simulación numérica que pode ser utilizado no deseño da unión de calquera elemento no buque.

[Abstract] Industry 4.0 or the fourth industrial revolution needs novel approaches to achieve new industrial milestones. This study envisions a horizon in which metal-to-metal adhesive bonds on the ship become a reality. Therefore, in this work, the fracture of an adhesive bond has been characterized by means of the Tapered Double Cantiliever Beam and Single Leg Bending experimental tests. In addition, several mathematical models (CBBM, SBT and CBT) have been applied to the load-displacement results obtained in the experimental phase to calculate the critical fracture energies in tension and shear. These energies have been used to validate the experimental tests by incorporating them into a cohesive simulation model using a traction-separation law. The results reveal that a good numerical simulation model has been achieved that can be used in the design of the joint of any element in the vessel.