Contraste experimental de un modelo probalístico para el dimensionamiento de elementos de vidrio plano con consideraciones de modo mixto de carga

Abstract

Una de las caracter'sticas del vidrio es su fragilidad y la gran dispersi-n de sus valores de resistencia mec ‡nica, motivado fundamentalmente por la presencia de defectos procedentes de su fabricaci-n o de su manipulaci-n. Como consecuencia, las investigaciones en este material se han dirigido preferentemente a la mejora de los procesos de fabricaci-n y al establecimiento de metodolog'as de dise-o basadas en modelos probabil'sticos. Tradicionalmente, en el an ‡lisis de la rotura se ha despreciado la influencia del modo II o se ha representado como un porcentaje del modo I. Recientes estudios demuestran la aparici-n de un nuevo campo de tensiones de compresi-n cuando una fisura crece bajo una carga en modo II puro situado en el codo que se forma entre la fisura original y su ramificaci-n. Este campo de compresi-n influye en el equilibrio energŽtico y, en consecuencia, en la predicci-n de la rotura. En colaboraci-n con el CIDA de Cristaler'a Espa-ola, S.A. se ha desarrollado un procedimiento para el dimensionamiento probabilista de elementos de vidrio plano para edificaci-n. En este art'culo se propone ahora una mejora del modelo, considerando la existencia de un modo mixto de carga y procediendo posteriormente a su contraste experimental. Palabras clave: Modo mixto, modelo probabil'stico, vidrio plano, mec ‡nica de fractura Experimental contrast of a probabilistic model to design plates of glass considering mixed mode loadingA characteristic of the glass is its fragility and the scatter of the experimental mechanical strength due to the presence of defects that appear in the process of manufacturing or handling. Accordingly, investigations on this material were priorly conducted to improve the processes of manufacturing and to establish design methodologies based on probabilistic approaches. The influence of mode II of loading was traditionally ignored or considered as ratio of mode II. Recent studies have shown that when a shear-loaded crack becomes unstable a new compressive stress concentration field builds up in the notch formed between the original crack and the branch crack. This stress field affects the energy balance and also the beginning of crack extension. A procedure to design glass elements was developed jointly with CIDA of Cristaler'a Espa-ola,S.A. The aim of this work is to improve the model by the consideration of a mixed mode loading and its experimental contrast. Keywords: Mixed mode loading, probabilistic approach, glass plates, fracture mechanics INTRODUCCIîNEl ‡rea de Mec ‡nica de Medios Continuos y Teor'a de Estructuras de la Universidad de Oviedo viene colaborando desde hace varios a-os con Cristaler'a Espa-ola, S.A. en diversos proyectos de investigaci-n relacionados con acristalamientos en edificaci-n. En este campo se ha elaborado un modelo probabil'stico para el dimensionamiento de elementos de vidrio plano, basado en la teor'a estad'stica de extremos y en consideraciones de la Mec ‡nica de Fractura que permite una mejor comprensi-n del dimensionamiento a rotura y la consecuente posib...