Resumen
En relación con la parte composite de componentes híbridos metal/CFRP para aplicaciones aeronáuticas, el Subproyecto 2 se centra en
la aplicación de modelos avanzados basados en termografía infrarroja (IRT) para la predicción de la vida a fatiga, el desarrollo de
herramientas de IA para la detección de daños mediante el reconocimiento de patrones en imágenes IRT, y la aplicación de modelos
numéricos basados en phase-field para predecir el inicio y propagación de grietas.
Para la predicción de la vida a fatiga, se analizará la influencia de defectos en los laminados de CFRP mediante termografía. Se utilizarán
modelos de respuesta térmica para estimar la vida a fatiga remanente y el límite de fatiga del compuesto de una forma mucho más
eficiente que la tradicional, basada en curvas S-N. En paralelo, se desarrollarán dos tipos de modelos de aprendizaje automático
utilizando imágenes IRT capturadas durante los ensayos de fatiga por bloques. En particular, modelos de aprendizaje profundo basados
en redes neuronales convolucionales (CNN): (1) un modelo de regresión para predecir la vida a fatiga restante (RFL) y (2) un modelo de
clasificación para evaluar la severidad del daño en el componente. El primer modelo se entrenará con imágenes IRT de los transitorios
debidos al proceso de self-heating, etiquetadas con el número de ciclos que ha soportado el espécimen. El segundo modelo se entrenará
con imágenes IRT del proceso de enfriamiento tras un calentamiento externo durante las interrupciones del ensayo y se etiquetará con el
número de ciclos hasta la rotura del espécimen.
Para la predicción del inicio y propagación de grietas en laminados CFRP, se aplicará el modelo phase-field (PFM). Se implementarán
subrutinas de usuario de código abierto para Abaqus desarrolladas para materiales isótropos y se extenderán a materiales ortótropos,
como las capas en laminados de CFRP. Esto requerirá la adaptación de las ecuaciones constitutivas al comportamiento mecánico
ortótropo, la adaptación de las descomposiciones de la densidad de energía de deformación y la implementación de estrategias de
anisotropía. Además, se aplicarán simultáneamente tanto los modelos PFM como los de zona cohesiva (CZM) para analizar defectos
controlados introducidos deliberadamente, incluidas las ondulaciones fuera del plano, los defectos de taladrado y las delaminaciones, con
el fin de evaluar la capacidad de predecir el inicio y la propagación de grietas de los modelos numéricos en presencia de estos defectos.
Finalmente, las probetas defectuosas de one way assembly (OWA) generadas por el Subproyecto 1 serán analizadas bajo las
metodologías anteriores con el fin de evaluar la eficacia a la hora de capturar el comportamiento del material con defectos similares a los
encontrados en la industria.
