[en] The purpose of this Master's Thesis is to develop and demonstrate the validity of a digital twin for the prediction of the remaining useful life of a structure analogous to the bed of a press, whose failure mode is the initiation and propagation of cracks caused by fatigue. To this end, firstly, the simplified structure is designed and optimised so that its geometry and failure mode are representative of the real press and, in turn, can be tested with the means available. A sensor system is also proposed for monitoring the structure, which will allow the digital twin to be fed. Regarding the methodologies implemented, the crack initiation phase is calculated following the standards "DNVGL-ST-0361" [1] and "Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components" [2] by the IIW (International Institute of Welding), by means of the Palmgren-Miner damage accumulation. Likewise, crack propagation is estimated according to the guidelines of BS 7910:2013+A1:2015 [3] about methods for assessing the admissibility of cracks in metallic structures, by integrating the Paris law, starting from a postulated initial crack up to the predicted fracture based on the Failure Assessment Diagram. On its part, the digital twin, implemented in Python language, performs predictions considering especially the critical welded joints of the structure. It consists of three main modules: 1) Virtual sensing for the estimation of stresses in critical areas based on deformations of remote points. 2) Initiation module to calculate the time to crack appearance at critical points of previously specified welds, i.e. the initiation life. 3) Propagation module for the prediction of the remaining life of the structure until fracture, by calculating the propagation of potential cracks. Finally, a series of simulations are carried out that consider different scenarios of crack size update by the user, uncertainty of the experimental measurements, etc., with the purpose of demonstrating the validity of the digital twin.

[es] El propósito de este Trabajo Fin de Máster es desarrollar y demostrar la validez de un gemelo digital para la predicción de la vida útil remanente de una estructura análoga a la bancada de una prensa, cuyo modo de fallo es la iniciación y propagación de grietas ocasionadas por la fatiga. Para ello, en primer lugar, se diseña y optimiza la estructura simplificada de modo que su geometría y modo de fallo sean representativas de la prensa real, y a su vez, sea ensayabe con los medios disponibles. También se propone una sensorización para la monitorización de la estructura, que permitirá alimentar al gemelo digital. En cuanto a las metodologías implementadas, la fase de iniciación de grieta se calcula siguiendo los estándares "DNVGL-ST-0361" [1] y "Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components" [2] de la IIW (International Institute of Welding), mediante la acumulación de daño por Palmgren-Miner. Asimismo, la propagación de fisura se estima de acuerdo con las directrices de la norma BS 7910:2013+A1:2015 [3] sobre métodos para evaluar la admisibilidad de grietas en estructuras metálicas, mediante la integración de la ley de Paris, partiendo de una grieta inicial postulada hasta la fractura predicha en base al Diagrama de Evaluación de Fallos. Por su parte, el gemelo digital, implementado en lenguaje Python, realiza predicciones considerando especialmente las uniones soldadas críticas de la estructura. Este, consta de tres módulos principales: 1) Sensorización virtual para la estimación de tensiones en zonas críticas partiendo de deformaciones de puntos remotos. 2) Módulo de iniciación para calcular el tiempo hasta la aparición de una fisura en los puntos críticos de las soldaduras previamente especificadas, es decir, la vida de iniciación. 3) Módulo de propagación para la predicción de la vida remanente de la estructura hasta la fractura, mediante el cálculo de la propagación de las potenciales grietas. Finalmente, se realizan una serie de simulaciones que contemplan diversos escenarios de actualización de tamaño de grieta por parte del usuario/a, incertidumbre de las medidas experimentales, etcétera, con el propósito de demostrar la validez del gemelo digital.