Thesis:

Modelación numérica del desgaste abrasivo por arena utilizando el método de elementos discretos (MED)

El desgaste es un fenómeno que está presente en todas las industrias y que siempre debe ser considerado en cualquier situación donde dos superficies puedan estar en contacto. Para analizarlo en materiales, se han realizado diferentes ensayos y pruebas, y también se han adaptado distintos programas para incluir modelos que puedan representar este fenómeno de forma fidedigna a la realidad. Pero, pese a la existencia de una gran cantidad de herramientas, los estudios sobre lo que implica una buena representación del desgaste son escasos. En el presente trabajo, se estudia la representación del desgaste de partículas de arena, obtenida al utilizar el modelo creado en el DIMEC (Knop, 2015), para simular ensayos de desgaste. En particular, se trabajó para obtener huellas que fueran resultado de una remoción de material adecuada, en base a sus tasa de desgaste y que presentaran una forma comparable a los patrones de desgaste vistos en experimentos previamente realizados. Para conseguir esto, se modificó el algoritmo utilizado, con tal de representar el desgaste de la arena. En particular, las modificaciones realizadas en este trabajo, se pueden resumir en: la implementación de un nuevo ensayo antes no simulado con este modelo, el cual corresponde a la rueda ASTM; modificaciones en las rutinas de movimiento de la placa desgastada; las condiciones para detectar contactos en los bordes de los elementos de malla, y la entrada de partículas, con tal de mejorar los resultados obtenidos de las huellas y tasas de desgaste simuladas. Los resultados obtenidos se contrastaron con dos ensayos de desgaste, donde se deja caer material particulado sobre una probeta metálica, que se presiona contra una rueda de goma, la cual gira a una determinada velocidad, dejando una huella de desgaste en el metal. El primer ensayo fue con la rueda CITRAM, que sirvió para estudiar(...).

Wear is a phenomenon that is present in all industries and must always be considered in any situation where two surfaces may come into contact. To analyze it in materials, different tests and trials have been carried out, and different softwares have also been adapted to include models that can represent this phenomenon in a way that is faithful to reality. However, despite the existence of a large number of tools, studies on what constitutes a good representation of wear are scarce. The present work studies the representation of sand particle wear obtained using the model created in DIMEC (Knop, 2015) to model wear tests. In particular, the work is focused on simulating wear marks that were the result of adequate material removal and that had a shape similar to the wear patterns seen in previous experiments. To achieve this, the algorithm used was modified to account for sand wear. Specifically, the modifications made in this work can be summarized as follows: the implementation of a new test not previously simulated with this model, based on the ASTM DSRW apparatus; modifications to the movement routines of the worn plate; the conditions for detecting contacts at the edges of the mesh elements; and the particle input, in order to improve the results obtained for the simulated footprints and wear rates. The results obtained were compared with two wear tests, in which particulate material was dropped onto a metal test piece, which was pressed against a rubber wheel rotating at a certain speed, leaving a wear mark on the metal. The first test was with the CITRAM wheel, which was used to study(...).