Análisis probabilístico de elementos de vidrio recocido mediante una distribución triparamétrica Weibull

ResumenEl vidrio y la cerámica presentan un comportamiento frágil, lo que implica una gran dispersión en los resultados de ensayos. Esta dispersión se debe principalmente a la inevitable presencia de microfisuras superficiales, defectos de borde o defectos internos, que deben tenerse en cuenta mediante criterios de fallo apropiados no deterministas, sino probabilistas. Entre las distribuciones de probabilidad existentes, generalmente se utiliza la distribución de Weibull bi o triparamétrica en el ajuste de resultados de resistencia de materiales.En primer lugar se realiza un amplio programa experimental utilizando probetas planas de vidrio recocido de distintas dimensiones bajo flexión a 4 puntos y flexión con anillos concéntricos dobles. Seguidamente se presentan los modelos de elementos finitos realizados para cada tipo de ensayo, así como el ajuste de los parámetros de la función de distribución (fdd) triparamétrica de Weibull (λ: localización; β: forma; δ: escala) para un criterio de fallo determinado y el cálculo de las áreas efectivas a partir de la fdd determinada.Con todo ello, el trabajo pretende generalizar la utilización de la fdd triparamétrica de Weibull en elementos de vidrio estructural con distribuciones de carga no descritas analíticamente, permitiendo aplicar el modelo probabilista propuesto a distribuciones generales de solicitación.

Glass and ceramics present a brittle behaviour so a large scatter in the test results is obtained. This dispersion is mainly due to the inevitable presence of micro-cracks on its surface, edge defects or internal defects, which must be taken into account using an appropriate failure criteria non-deterministic but probabilistic. Among the existing probability distributions, the two or three parameter Weibull distribution is generally used in adjusting material resistance results, although the method of use thereof is not always correct.Firstly, in this work, the results of a large experimental programme using annealed glass specimens of different dimensions based on four-point bending and coaxial double ring tests was performed. Then, the finite element models made for each type of test, the adjustment of the parameters of the three-parameter Weibull distribution function (cdf) (λ: location, β: shape, δ: scale) for a certain failure criterion and the calculation of the effective areas from the cumulative distribution function are presented.Summarizing, this work aims to generalize the use of the three-parameter Weibull function in structural glass elements with stress distributions not analytically described, allowing to apply the probabilistic model proposed in general loading distributions.