Modelamiento de análisis de falla por fatiga en acero sae 1020 de doble fase implementado el modelo Gurson‑Tvergaard‑Needleman
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2026-07-29
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Universidad Distrital Francisco José de Caldas
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Moya Hilarión, Wenceslao; Álvarez Pérez, Luis Alejandro (2026). Modelamiento de análisis de falla por fatiga en acero sae 1020 de doble fase implementado el modelo Gurson‑Tvergaard‑Needleman. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. https://hdl.handle.net/11349/103934
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Resumen
This study analyzes the fatigue behavior of SAE 1020 steel with a dual-phase microstructure through the use of numerical modeling tools and computational simulation. The research focuses on identifying the mechanisms of crack initiation and propagation under cyclic loading conditions, considering the influence of the characteristic microstructure of dual-phase steels, which consists of a ductile ferrite matrix and dispersed high-strength martensite phases. To achieve this, a micromechanical damage model based on the Gurson–Tvergaard–Needleman formulation is implemented, allowing the description of porosity evolution associated with the nucleation, growth, and coalescence of voids during the plastic deformation process. The model is integrated within a computer-aided engineering (CAD/CAE) simulation environment in order to reproduce cyclic loading conditions and analyze the distribution of stresses, strains, and critical failure zones within the material.
Descripción
El presente trabajo analiza el comportamiento a fatiga de un acero SAE 1020 con microestructura de doble fase mediante el uso de herramientas de modelamiento numérico y simulación computacional. La investigación se centra en la identificación de los mecanismos de iniciación y propagación de grietas bajo cargas cíclicas, considerando la influencia de la microestructura característica de los aceros dual pase, compuesta por una matriz de ferrita dúctil y fases dispersas de martensita de alta resistencia. Para ello, se implementa un modelo de daño micro mecánicos basado en la formulación de Gurson-Tvergaard-Needleman, el cual permite describir la evolución de la porosidad asociada a la nucleación, crecimiento y coalescencia de vacíos durante el proceso de deformación plástica. El modelo se integra dentro de un entorno de simulación asistida por computadora (CAD/CAE), con el propósito de reproducir las condiciones de carga cíclica y analizar la distribución de esfuerzos, deformaciones y zonas críticas de falla.