Simulación de onda guiada torsional en tuberías metálicas sometidas a esfuerzo uniaxial

Abstract

Una de las técnicas más utilizadas para analizar el estado de una estructura está basada en el análisis del comportamiento de una onda guiada que viaja a través de ella. Hasta el momento se ha demostrado que esta técnica es efectiva para la detección de defectos estructurales en general. Sin embargo, no se ha estudiado a fondo su efectividad en el caso de que éstas estén sometidas a esfuerzo sin llegar a producir defectos o discontinuidades en la guía de onda. Este trabajo se centra en detectar el efecto que se produce en una onda guiada cuando ésta se desplaza a través de en un tubo que se encuentra sometido a tensión uniaxial. La metodología empleada para el análisis será el modelamiento con elementos finitos mediante la simulación con el programa informático de elementos finitos Abaqus CAE. Se ha generado un pulso en formar de torsión para producir ondas torsionales en toda la extensión del tubo, y mediante un sensor en el extremo se han realizado lecturas para llegar a una conclusión y poder estudiar e identificar las variaciones que se producen. Se ha hecho una explicación detallada de todos los pasos realizados para llegar a la obtención de resultados. Primero se realiza un estudio del tubo sin carga para luego hacer una comparación con el mismo modelo sometido a una tensión uni-axial. Una vez observadas las variaciones que se produzcan con las diferentes simulaciones, se llega a una conclusión que permita identificar si es posible establecer un patrón de detección de estos defectos. Se observa entonces, cómo afecta la deformación del tubo a la variación de la onda guiada. Con los resultados obtenidos se ha aportado el máximo de información a un proyecto en común dirigido por Luis Eduardo Mujica en la “Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)”, el cual está centrado en el estudio del comportamiento de las ondas guiadas en placas y tuberías metálicas. Durante el trabajo se ha realizado un autoaprendizaje del programa utilizado para realizar la simulación con las condiciones que se soliciten, elaborando una guía orientativa de las herramientas usadas en los diferentes pasos que se han seguido para poder realizar las distintas simulaciones de ondas guiadas a través del tubo.