Investigación Numérica del Comportamiento de Propagación de Grietas por Fatiga del Acero de Alto Rendimiento 550E
Autores: Xiao, Linfa; Lin, Heng; Wang, Yongxiang; Yang, Yiming; Chen, Huapeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Propagación de grietas por fatiga
Q550E
Factor de intensidad de tensión
Picaduras por corrosión
Vida útil por fatiga
Relación de profundidad de grieta
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Se estudia en este artículo el comportamiento de propagación de grietas por fatiga del acero de alto rendimiento Q550E. Se realizaron pruebas de tracción estática y pruebas de propagación de grietas por fatiga, y se compararon los resultados con los del Q235. Se desarrollaron modelos de elementos finitos que fueron verificados con los resultados experimentales. Se analizaron los impactos del ángulo inicial de la grieta, la relación de profundidad de la grieta, la relación de tensiones, el grosor y la picadura por corrosión en el comportamiento de propagación de grietas por fatiga del HPS. Los resultados muestran que la vida por fatiga del Q550 se redujo en un 18% debido a la picadura por corrosión, pero no cambió la trayectoria de propagación de la grieta. Cuando el factor de intensidad de tensión es mayor que un cierto valor, el rendimiento por fatiga del Q235 es mejor que el del Q550E. El ángulo inicial de la grieta de 52.5 grados es el ángulo crítico del factor de intensidad de tensión de la grieta. El acero tiende a fracturarse a medida que aumenta la relación de profundidad de la grieta, y se debe prestar más atención a la longitud efectiva de la grieta en la práctica de ingeniería. Un aumento en la relación de tensiones conduce a un menor factor de intensidad de tensión, y el grosor afecta el factor de intensidad de tensión en la etapa posterior. El factor de intensidad de tensión de la grieta alrededor de las picaduras de corrosión disminuye gradualmente a lo largo de la dirección del grosor, y las puntas de las grietas alrededor de las picaduras de corrosión tienden a alcanzar inicialmente el estado de fluencia, acelerando la fractura por fatiga de la muestra y, en última instancia, llevando a una disminución de la vida por fatiga.
Descripción
Se estudia en este artículo el comportamiento de propagación de grietas por fatiga del acero de alto rendimiento Q550E. Se realizaron pruebas de tracción estática y pruebas de propagación de grietas por fatiga, y se compararon los resultados con los del Q235. Se desarrollaron modelos de elementos finitos que fueron verificados con los resultados experimentales. Se analizaron los impactos del ángulo inicial de la grieta, la relación de profundidad de la grieta, la relación de tensiones, el grosor y la picadura por corrosión en el comportamiento de propagación de grietas por fatiga del HPS. Los resultados muestran que la vida por fatiga del Q550 se redujo en un 18% debido a la picadura por corrosión, pero no cambió la trayectoria de propagación de la grieta. Cuando el factor de intensidad de tensión es mayor que un cierto valor, el rendimiento por fatiga del Q235 es mejor que el del Q550E. El ángulo inicial de la grieta de 52.5 grados es el ángulo crítico del factor de intensidad de tensión de la grieta. El acero tiende a fracturarse a medida que aumenta la relación de profundidad de la grieta, y se debe prestar más atención a la longitud efectiva de la grieta en la práctica de ingeniería. Un aumento en la relación de tensiones conduce a un menor factor de intensidad de tensión, y el grosor afecta el factor de intensidad de tensión en la etapa posterior. El factor de intensidad de tensión de la grieta alrededor de las picaduras de corrosión disminuye gradualmente a lo largo de la dirección del grosor, y las puntas de las grietas alrededor de las picaduras de corrosión tienden a alcanzar inicialmente el estado de fluencia, acelerando la fractura por fatiga de la muestra y, en última instancia, llevando a una disminución de la vida por fatiga.