Definición de una metodología optimizada para la simulación del desgaste en materiales metálicos

Abstract

La simulación del desgaste mediante el Método de Elementos Finitos (MEF) es una técnica que presenta grandes ventajas para la mejora del diseño de componentes ya que permite reducir el coste que conlleva la experimentación (tiempo de ensayo, materiales, medidas tribológicas). En el caso concreto de la optimización de sistemas multihilo sometidos a fretting, como es el caso de los cables metálicos donde se dan contactos cilindro-cilindro, este método puede resultar especialmente eficiente. Sin embargo, la simulación del desgaste resulta una técnica compleja ya que consta de dos núcleos importantes: por un lado, la resolución del contacto y, por otro, la introducción del modelo de desgaste, requiriendo, para ello, de un coste computacional muy importante. Por ello, en este trabajo se define una metodología a seguir con el fin de optimizar el modelo, en términos de tiempo computacional, para un sistema bloque-cilindro. La metodología definida sería aplicable a todos los modelos de desgaste, de geometrías más complejas. Finalmente, se introduce una técnica que consiste en la introducción de un acelerador de desgaste variable y autoajustable, teniendo en cuenta la evolución de la presión máxima de desgaste y el incremento umbral de desgaste. Esta técnica resulta indispensable en cuerpos sometidos a grandes desgastes, reduciendo el tiempo computacional en un 87 % y un error inferior al 1 %.

Keywords

• desgaste
• elementos finitos
• acelerador variable
• materiales metálicos
• metodología optimizada