Mekanizatzean sorturiko hondar tentsioen azterketa, elementu finituen modeloen bidez

Resumen

El sector aeroespacial cada vez está adquiriendo mayor relevancia en el tejido industrial de Euskal Herria. Es un sector muy exigente en cuanto a la calidad de los productos, ya que, un fallo en una pieza crítica puede conllevar graves pérdidas personales y económicas. Pero la calidad no lo es todo, ya que la competencia entre diferentes fabricantes exige aumentar la productividad. El equilibrio entre calidad y productividad es difícil y solo los fabricantes que dominan el producto y el proceso productivo son capaces de satisfaces las dos demandas. Esta tesis se ha centrado en analizar el mecanizado de discos de turbina de Inconel 718. Se han utilizado técnicas numéricas y empíricas para determinar la influencia de las condiciones de mecanizado en las tensiones residuales generadas en la superficie. Se ha visto que el proceso de generación de tensiones es muy complejo. En la revisión bibliográfica no se ha encontrado ninguna tendencia clara y en los ensayos empíricos realizados para determinar la incertidumbre de medida de tensiones se ha visto que esta incertidumbre puede llegar a ser muy grande. Por todo ello, se han desarrollado varios modelos de elementos finitos para ayudar a comprender la naturaleza del problema. Mediante simulaciones de corte ortogonal se ha estudiado el efecto del desgaste de la herramienta, velocidad de corte, espesor de viruta no deformado y el material de la pieza en las tensiones residuales. Se ha visto que muchos de esos parámetros influyen de forma no lineal en las tensiones residuales y que las cargas mecánicas generan tensiones superficiales compresivas mientras que las cargas térmicas generan tensiones tractivas. Por último, se han estudiado las tensiones residuales generadas mediante corte con punta de herramienta. Para ello se han analizado varios modelos y se ha desarrollado un nuevo modelo capaz de simular varias vueltas de la pieza sin perder precisión en la zona de arranque de viruta. A pesar de todo, se ha visto que simular unos pocos milisegundos no es suficiente para determinar la temperatura de la herramienta durante el proceso de corte.