Parametric study of the correlation between location and size of superficial cracks in the deflection of traditional tiles based on finite element analysis

Abstract

Superficial cracks are one of the common defects in the manufacturing of traditional ceramic tiles. Such defects do not only damage the appearance of the product, but also affect their mechanical behavior. Understanding the correlation between superficial cracks and deflection is key for the traditional ceramic tile industry. However, the related bibliography is very rare, and its importance is systematically ignored during design and manufacturing. In this work, we investigate the impact of the location and size of superficial cracks over the deflection of traditional ceramic tiles. A technique based on FEA (finite element analysis) is validated through experimental data and used to undertake a statistical, parametric research. The study shows that location and depth of the defect have an exponential cross-correlation over deflection and could be characterized together through a single surface. On the contrary, the width and sharpening of the defect barely interfere. Resumen: Las grietas superficiales son uno de los defectos más comunes en la fabricación de baldosas cerámicas tradicionales. Estos defectos no solo perjudican la apariencia del producto, sino que también afectan a su comportamiento mecánico. Entender la correlación entre las grietas superficiales y la deflexión es clave para la industria de las baldosas cerámicas tradicionales. Sin embargo, la bibliografía relacionada es muy escasa, y su importancia se ignora sistemáticamente durante el diseño y la fabricación. En este trabajo, investigamos el impacto de la localización y el tamaño de las grietas superficiales sobre la deflexión de las baldosas cerámicas tradicionales. Se valida una técnica basada en el análisis de elementos finitos (AEF) mediante datos experimentales y se utiliza para realizar una investigación estadística y paramétrica. El estudio muestra que la localización y la profundidad del defecto tienen una correlación cruzada exponencial sobre la deflexión y podrían caracterizarse conjuntamente a través de una única superficie. Por el contrario, la anchura y la agudeza del defecto apenas interfieren.

Keywords

• Baldosas cerámicas tradicionales
• Grieta superficial
• Deflexión
• Análisis de elementos finitos