Gemelo digital de una estructura análoga a la bancada de una prensa para la predicción de su vida útil remanente a fatiga
El propósito de este Trabajo Fin de Máster es desarrollar y demostrar la validez de un gemelo digital para la predicción de la vida útil remanente de una estructura análoga a la bancada de una prensa, cuyo modo de fallo es la iniciación y propagación de grietas ocasionadas por la fatiga. Para ello,...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad del País Vasco |
| Repositorio: | Addi. Archivo Digital para la Docencia y la Investigación |
| OAI Identifier: | oai:addi.ehu.eus:10810/53935 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10810/53935 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | fatiga gemelo digital propagación de grieta predicción de vida sensorización virtual neke biki digital arrakala hedapen bizitza aurreikuspen sentsorizazio birtual Akats Ebaluazio Diagrama fatigue digital twin crack propagation life prediction virtual sensing Failure Assessment Diagram Diagrama de Evaluación de Fallos |
| Sumario: | El propósito de este Trabajo Fin de Máster es desarrollar y demostrar la validez de un gemelo digital para la predicción de la vida útil remanente de una estructura análoga a la bancada de una prensa, cuyo modo de fallo es la iniciación y propagación de grietas ocasionadas por la fatiga. Para ello, en primer lugar, se diseña y optimiza la estructura simplificada de modo que su geometría y modo de fallo sean representativas de la prensa real, y a su vez, sea ensayabe con los medios disponibles. También se propone una sensorización para la monitorización de la estructura, que permitirá alimentar al gemelo digital. En cuanto a las metodologías implementadas, la fase de iniciación de grieta se calcula siguiendo los estándares “DNVGL-ST-0361” [1] y “Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components” [2] de la IIW (International Institute of Welding), mediante la acumulación de daño por Palmgren-Miner. Asimismo, la propagación de fisura se estima de acuerdo con las directrices de la norma BS 7910:2013+A1:2015 [3] sobre métodos para evaluar la admisibilidad de grietas en estructuras metálicas, mediante la integración de la ley de Paris, partiendo de una grieta inicial postulada hasta la fractura predicha en base al Diagrama de Evaluación de Fallos. Por su parte, el gemelo digital, implementado en lenguaje Python, realiza predicciones considerando especialmente las uniones soldadas críticas de la estructura. Este, consta de tres módulos principales: 1) Sensorización virtual para la estimación de tensiones en zonas críticas partiendo de deformaciones de puntos remotos. 2) Módulo de iniciación para calcular el tiempo hasta la aparición de una fisura en los puntos críticos de las soldaduras previamente especificadas, es decir, la vida de iniciación. 3) Módulo de propagación para la predicción de la vida remanente de la estructura hasta la fractura, mediante el cálculo de la propagación de las potenciales grietas. Finalmente, se realizan una serie de simulaciones que contemplan diversos escenarios de actualización de tamaño de grieta por parte del usuario/a, incertidumbre de las medidas experimentales, etcétera, con el propósito de demostrar la validez del gemelo digital. |
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