Plasticidad y Fractura Dúctil de Placas de Acero de Alta Resistencia con Agujeros Centrales bajo Tensión
Autores: Tian, Zhijuan; Yang, Fei; Wang, Sihao; Liu, Zhuo; Chen, Ao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Comportamiento mecánico
Conexiones atornilladas
Acero de alta resistencia
Análisis de elementos finitos
Fractura dúctil
Plasticidad
Licencia
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Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
El comportamiento mecánico de las conexiones atornilladas en estructuras de acero de alta resistencia (HS) es motivo de preocupación, ya que la menor ductilidad en comparación con los aceros suaves puede afectar la transferencia de carga y la distribución de tensiones de las conexiones atornilladas. Realizar un análisis avanzado de elementos finitos (FE) que incorpore la plasticidad del material validada y el criterio de fractura dúctil permite una comprensión más profunda del mecanismo de transferencia de carga de las uniones de acero HS. Este artículo se centró en los comportamientos de plasticidad y fractura dúctil de placas con agujero central (CH) de HS (S700MC y S960Q) bajo tensión, que son el componente esencial en las conexiones atornilladas. En primer lugar, se utilizó una combinación de ley lineal y ley de potencia para calibrar y describir las relaciones de tensión-deformación post-cuello de los aceros HS investigados. Luego, se utilizó un modelo de crecimiento de vacíos basado en el criterio de Rice-Tracey para simular la fractura dúctil de cinco grupos de placas CH con diferentes diámetros de agujero. Se discutieron la resistencia a la tracción y la capacidad de deformación de las placas CH. Los resultados mostraron que el S700MC tenía una plasticidad de endurecimiento por deformación hasta la fractura por tracción, mientras que el S960Q tenía una plasticidad de endurecimiento por deformación con un comportamiento de ablandamiento por deformación seguido cerca de la fractura por tracción. Incorporar la plasticidad calibrada y el criterio de fractura dúctil en los análisis FE generó curvas de fuerza-desplazamiento cercanas a los resultados experimentales. La ecuación especificada en el Eurocódigo produjo predicciones conservadoras para la resistencia a la tracción neta de la sección transversal de los aceros HS investigados.
Descripción
El comportamiento mecánico de las conexiones atornilladas en estructuras de acero de alta resistencia (HS) es motivo de preocupación, ya que la menor ductilidad en comparación con los aceros suaves puede afectar la transferencia de carga y la distribución de tensiones de las conexiones atornilladas. Realizar un análisis avanzado de elementos finitos (FE) que incorpore la plasticidad del material validada y el criterio de fractura dúctil permite una comprensión más profunda del mecanismo de transferencia de carga de las uniones de acero HS. Este artículo se centró en los comportamientos de plasticidad y fractura dúctil de placas con agujero central (CH) de HS (S700MC y S960Q) bajo tensión, que son el componente esencial en las conexiones atornilladas. En primer lugar, se utilizó una combinación de ley lineal y ley de potencia para calibrar y describir las relaciones de tensión-deformación post-cuello de los aceros HS investigados. Luego, se utilizó un modelo de crecimiento de vacíos basado en el criterio de Rice-Tracey para simular la fractura dúctil de cinco grupos de placas CH con diferentes diámetros de agujero. Se discutieron la resistencia a la tracción y la capacidad de deformación de las placas CH. Los resultados mostraron que el S700MC tenía una plasticidad de endurecimiento por deformación hasta la fractura por tracción, mientras que el S960Q tenía una plasticidad de endurecimiento por deformación con un comportamiento de ablandamiento por deformación seguido cerca de la fractura por tracción. Incorporar la plasticidad calibrada y el criterio de fractura dúctil en los análisis FE generó curvas de fuerza-desplazamiento cercanas a los resultados experimentales. La ecuación especificada en el Eurocódigo produjo predicciones conservadoras para la resistencia a la tracción neta de la sección transversal de los aceros HS investigados.