Un acercamiento a la simulación del desgaste por métodos numéricos

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Publicado: nov. 26, 2019
Palabras clave:
ABAQUS, MEF, MED, desgaste

Contenido principal del artículo

Rigoberto Antonio Pérez Reyes
Universidad de Ciego de Ávila
Lázaro Antonio Daquinta Gradaille
Universidad de Ciego de Ávila
Jorge Douglas Bonilla Rocha
Universidad de Ciego de Ávila
Carlos Alexander Recarey Morfa
Universidad Central de Las Villas
Anibal Sánchez Numa
Universidad de Ciego de Ávila

Resumen

La maquinaria agrícola tiene un enemigo que atenta contra su durabilidad y conservación: el desgaste.El desgaste genera considerables pérdidas de materiales, recursos y tiempo, con la consiguiente disminución de la producción, conlleva a la pérdida de gran cantidad de medios para su reparación, así como en la elaboración o adquisición de nuevos elementos.En este trabajo se realiza un acercamiento a la simulación del desgaste por métodos numéricos, específicamente el Método de los Elementos Finitos (MEF) y el Método de los Elementos Discretos (MED), abordando de manera general las bondades de ambos métodos en el análisis del fenómeno físico, así como su combinación para obtener una mayor aproximación al estudio del contacto entre los cuerpos.

Detalles del artículo

Cómo citar
Pérez Reyes, R. A., Daquinta Gradaille, L. A., Bonilla Rocha, J. D., Recarey Morfa, C. A., & Sánchez Numa, A. (2019). Un acercamiento a la simulación del desgaste por métodos numéricos. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4). Recuperado a partir de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/rcta/article/view/1193
Número
Vol. 28 Núm. 4 (2019): October-November-December
Sección
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Citas

ATTANASIO, A.; FAINI, F.; OUTEIRO, J.C.: “FEM simulation of tool wear in drilling”, Procedia CIRP, 58: 440-444, 2017, ISSN: 2212-8271, DOI: 10.1016/j.procir.2017.03.249.

BURREL, S.: Estudio del problema de desgaste empleando el método de las partículas, Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona, Escuela Técnica Superior de caminos, canales y puertos de Barcelona., Master Science Thesis, Barcelona, España, 27-44 p., 2003.

CHAMPAGNE, M.; ACUTIS, M.; BERTHIER, Y.: “Modeling wear for heterogeneous bi-phasic materials using discrete elements approach”, Journal of Tribology, 136(2): 021603, 2014, ISSN: 0742-4787.

CRUZADO, A.; LEEN, S.; URCHEGUI, M.; GÓMEZ, X.: “Finite element simulation of fretting wear and fatigue in thin steel wires”, International Journal of Fatigue, 55: 7-21, 2013, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2013.04.025.

CRUZADO, A.; ZABALA, A.; URCHEGUI, M.; GÓMEZ, X.: “Definición de una metodología optimizada para la simulación del desgaste en materiales metálicos”, Revista de Metalurgia, 46(Extra): 106-114, 2010, ISSN: 0034-8570, E-ISSN: 1988-4222, DOI: 10.3989/revmetalmadrid.11XIIPMS.

DA SILVA, M.N.L.: Estudo do desgaste de componentes de sistemas de amarração de plataformas offshore, Universidade de Brasília, Eng. Thesis, Engenheiro Mecânico, Brasília, Brasil, 75 p., 2016.

DING, J.; LEEN, S.; WILLIAMS, E.; SHIPWAY, P.: “Finite element simulation of fretting wear-fatigue interaction in spline couplings”, Tribology-Materials, Surfaces & Interfaces, 2(1): 10-24, 2008, ISSN: 1751-5831, DOI: 10.1179/175158308x320791.

GOREHAM, V.C.M.; BROWN, T.D.: “Finite Element Wear Simulation of the Charite Total Disc Replacement, Including Cross-Shear,”, [en línea], En: Poster No. 2417, 55th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society, Ed. University of Lowa, Lowa City, LA, USA, p. 1, 2017, Disponible en:Disponible en:https://www.ors.org/Transactions/55/2417.pdf ,[Consulta: 5 de marzo de 2018].

GUTIÉRREZ, S.A.; FUENTES, B.D.: “Estudio del desgaste en materiales mediante el Metodo de Elementos Discretos”, [en línea], En: 8o Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica, Cusco , (23 al 25 de Octubre), vol. 23, Cusco, pp. 1-12, 2007, Disponible en:Disponible en:https://upcommons.upc.edu/.../CIBIM8 ,[Consulta: 21 de enero de 2018].

HEMANTH, J.: “Finite element wear behavior modeling of al/al2sio5/c chilled hybrid metal matrix composites (CHMMCS)”, Materials Sciences and Applications, 2(07): 878-890, 2011, DOI: 10.4236/msa.2011.27118.

HERNÁNDEZ, R.; RIERA, C.M.D.: “Simulación de fenómenos de desgaste mediante el uso de ABAQUS/SCRIPTING”, [en línea], En: XII Reunión de Usuarios de Abaqus, CTM-Centre Tecnològic, Barcelona, España, p. 8, 2014, Disponible en:Disponible en:https://www.researchgate.net/publication/267705327.pdf ,[Consulta: 16 de febrero de 2018].

HERNÁNDEZ, R.; RIERA, C.M.D.; PRADO, J.M.: “Modelización y simulación del desgaste en aceros de herramientas”, [en línea], En: X Reunión de Usuarios de ABAQUS, CTM-Centre Tecnològic, Barcelona, España, p. 7, 2005, Disponible en:Disponible en:https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/14533/2005-ABAQUS-DESGASTE%20HERRAMIENTAS.pdf , [Consulta: 16 de febrero de 2018].

HERNÁNDEZ, R.R.; CRUZ, M.; CASELLAS, P.D.; RIERA, C.M.D.; PRADO, P.J.M.: “Evaluación del comportamiento a desgaste en aceros de herramienta: simulación por ordenador y verificación experimental”, En: Anales de mecánica de la fractura, vol. 2, pp. 619-623, 2007, ISBN: 0213-3725.

HU, G.; HU, Z.; JIAN, B.; LIU, L.; WAN, H.: “On the determination of the damping coefficient of non-linear spring-dashpot system to model Hertz contact for simulation by discrete element method”, En: 2010 WASE International Conference on Information Engineering, Ed. IEEE, vol. 3, pp. 295-298, 2010, ISBN: 1-4244-7507-4.

KANAVALLI, B.: Application of user defined subroutine UMESHMOTION in ABAQUS for simulating dry rolling/sliding wear, Royal Institute of Technology (KTH), Master of Science (Scientific Computing), Stockholm, Sweden, 2006.

MCCOLL, I.; DING, J.; LEEN, S.: “Finite element simulation and experimental validation of fretting wear”, Wear, 256(11-12): 1114-1127, 2004, ISSN: 0043-1648.

MORALES, Q.M.: Formulación de elementos finitos y elementos discretos, [en línea], Centro de Investigación en Matemáticas. Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, MSc. Thesis, Barcelona, España, 91 p., 2013, Disponible en:Disponible en:https://www.cimat.mx/sites/default/files/PDFs/A_CIMNE_CIMAT/DEM.pdf ,[Consulta: 14 de marzo de 2018].

NEGRÍN, I.L.; SOUZA, M.R.; PÉREZ, A.E.: “Estudio del contacto entre un pentrador rígido y una probeta de aluminio considerando carga normal y desplazamiento tangencial usando el metodo de los elementos finitos”, Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica, 12(1): 15-23, 2008.

NITKA, M.; COMBE, G.; DASCALU, C.; DESRUES, J.: “Two-scale modeling of granular materials: a DEM-FEM approach”, Granular Matter, 13(3): 277-281, 2011, ISSN: 1434-5021, DOI: 10.1007/s10035-011-0255-6.

OÑATE, E.; LABRA, C.; ZÁRATE, F.; ROJEK, J.; MIQUEL, J.: “Avances en el desarrollo de los Métodos de Elementos Discretos y de Elementos Finitos para el análisis de problemas de fractura”, En: Anales de mecánica de la fractura , vol. 22, pp. 27-34, 2005.

PERAZZO, F.; KNOP, F.; MASCARÓ, P.; PLACENCIA, G.: “Modelación numérica de la tasa y el patrón de desgaste abrasivo mediante el método de elementos discretos”, Mecánica Computacional, 34: 1013-1026, 2016.

PÉREZ, R.E.A.; MUÑOZ, T.G.E.; SOUZA, M.R.; NEGRÍN, H.L.I.: “Simulación de un sistema tribológico formado por sustrato recubrimiento rugoso usando métodos numéricos”, Ingeniería Mecánica, 17(1): 48-56, 2014, ISSN: 1815-5944.

RAMADHANI, B.W.: FEM Modelling and Simulation of Production Casing with Local Wear Damage, [en línea], Stavanger University, Master’s thesis, Norway, 2018, Disponible en:Disponible en:https://brage.bibsys.no/xmlui/handle/11250/2570231 , [Consulta: 5 de enero de 2019].

RAMALHO, A.: “A geometrical model to predict the wear evolution of coated surfaces”, Wear, 264(9-10): 775-780, 2008, ISSN: 0043-1648.

RECAREY, M.C.A.; OÑATE, E.; MIGUEL, J.; ROJEK, J.; ZARATE, F.; (primero): Simulación de problemas de desgaste en la interacción herramienta de corte terreno empleando el Método de los Elementos Discretos, Inst. Universidad Central de las Villas, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 25 p., 2001.

SÁNCHEZ, I.A.L.; HERRERA, S.M.; RECAREY, M.C.A.; IGLESIAS, C.C.: “Bases teóricas para la simulación del desgaste de los órganos de trabajo de los aperos de labranza mediante el Método de los Elementos Distintos (MED)”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 23(2): 81-88, 2014, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

SÁNCHEZ, I.A.L.; RECAREY, M.C.A.; HERRERA, S.M.: “Simulación del desgaste en 3D durante la interacción herramienta de corte-terreno mediante el Método de los Elementos Discretos (MED)”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 18(1): 27-31, 2009, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

SAUCEDO, D.J.J.: Análisis del desgaste en engranes aplicando el Método de Elementos Finitos, Universidad Autónoma de Querétaro, MSc. Thesis (Mecatrónica), Querétaro, México, 2014.

STRANSK, J.; JIRASÉK, M.: “Open source FEM-DEM coupling”, En: 18th International Conference Engineering Mechanics, Svratka, Czech Republic, May 14 - 17, vol. Paper # 12012, Svratka, Czech Republic, pp. 1237-1251, 2012.

SUN, G.; SUI, T.; KORSUNSKY, A.M.: “Review of the hybrid finite-discrete element method (FDEM)”, En: The World Congress on Engineering , June 29 - July 12, vol. 2, London, U. K, 2016.

TAFOREL, P.; RENOUF, M.; DUBOIS, F.; VOIVRET, J.C.: “Finite element-discrete element coupling strategies for the modelling of ballast-soil interaction”, International Journal of Railway Technology, ser. hal-01279251, 4(2): 73-95, 2015, DOI: 10.4203/ijrt.4.2.4.

XIE, L.-J.; SCHMIDT, J.; SCHMIDT, C.; BIESINGER, F.: “2D FEM estimate of tool wear in turning operation”, Wear, 258(10): 1479-1490, 2005, ISSN: 0043-1648, DOI: 10.1016/j.wear.2004.11.004.

ZEGATTI, M.: Estudo da Influência do Desgaste na Falha Prematura de Componentes de Linhas de Ancoragem, Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, Mestrado em Ciências Mecânicas, Brasília, DF, Brasil, 128 p., 2016.

ZUO, S.; NI, T.; WU, X.; WU, K.; YANG, X.: “Prediction procedure for wear distribution of transient rolling tire”, International Journal of Automotive Technology, 15(3): 505-515, 2014, ISSN: 1229-9138, DOI: 10.1007/s12239-014-0053-3.

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