Metodología para el análisis de esfuerzos y a fatiga de ejes y obtención del factor de intensidad de tensiones mediante el método XFEM en Abaqus

El presente proyecto de fin de carrera tiene como objetivo el análisis de un eje ferroviario perteneciente a un tren de mercancías. Se pretende calcular las tensiones y la vida a fatiga a las que está sometido el eje así como realizar un estudio del Factor de Intensidad de Tensiones (FIT) ante la presencia de una fisura mediante el Método de los Elementos Finitos Extendidos (XFEM) con una simplificación del mismo. El desarrollo del proyecto se realiza con el código comercial del Método de Elementos Finitos (MEF) utilizando el programa Abaqus, que permite el estudio del análisis estático, así como, calcular el FIT de una manera relativamente rápida. Además se hará uso, para el análisis a fatiga, del programa Fe-Safe. Por lo tanto, este proyecto consta de dos bloques; El primer bloque tiene como objetivo estudiar las solicitaciones que sufre un eje ferroviario al soportar un determinado peso. En primer lugar se realiza un estudio analítico de un eje empotrado para comparar los resultados que se obtienen con los conseguidos en el estudio estático y en el estudio a fatiga con sendos programas, para así obtener unos datos que nos proporcionen una información sobre la fiabilidad de los resultados que se obtienen. En segundo lugar se realiza el análisis del eje ferroviario objeto de estudio, y por último, se realiza alguna pequeña modificación en el eje ferroviario anteriormente estudiado para comprobar como varían los resultados ante un pequeño cambio en su geometría. La segunda parte consiste en crear una estrategia para el estudio del FIT en un eje cilíndrico con una fisura, el eje de estudio representa de la forma más realista posible, las condiciones que se dan en un extremo del eje ferroviario anteriormente estudiado. Debido a la tipología del problema, el factor de intensidad de tensiones que se va a analizar es KI (factor de intensidad de tensiones de Modo I).Ingeniería Técnica en Mecánic