Fallo de tubos elípticos con diferentes relaciones de ejes largo-corto bajo flexión cíclica en diferentes direcciones
Autores: Yu, Min-Cheng; Pan, Wen-Fung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Tubos elípticos
Flexión cíclica
Acero inoxidable
Relación de ejes largo-corto
ángulo de orientación
Fallo por pandeo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Aunque los tubos elípticos son más fuertes y estables que los tubos circulares, pocos estudios han considerado completamente el comportamiento de los tubos elípticos bajo cargas de flexión cíclicas. Este estudio investigó experimentalmente la respuesta y el fallo de tubos elípticos de acero inoxidable SUS304 con cuatro diferentes relaciones de ejes largo y corto (1.5, 2.0, 2.5 y 3.0) bajo flexión cíclica a lo largo de cuatro diferentes ángulos de orientación (0 grados, 30 grados, 60 grados y 90 grados). El grosor de la pared era de 0.7 mm, y se aplicó flexión cíclica hasta que ocurrió el fallo por pandeo. Las curvas momento-curvatura exhibieron endurecimiento cíclico, y se formaron bucles estables para todas las relaciones de ejes largo-corto y ángulos de orientación. Aumentar la relación de ejes largo-corto disminuyó ligeramente el momento de flexión máximo, mientras que aumentar el ángulo de orientación incrementó el momento de flexión máximo. Para un ángulo de orientación dado, las curvas que relacionan la variación del eje corto (es decir, el cambio en la longitud dividido por la longitud original del eje corto) y la curvatura demostraron simetría, serraciones y un patrón de crecimiento a medida que aumentaba el número de ciclos, independientemente de la relación de ejes largo-corto. En relaciones de ejes largo-corto de 2.0, 2.5 y 3.0, estas curvas incluso exhibieron una tendencia similar a la de una mariposa. Aumentar la relación de ejes largo-corto incrementó la variación del eje corto, mientras que aumentar el ángulo de orientación disminuyó la variación del eje corto. En cuanto a las curvas que relacionan la curvatura y el número de ciclos requeridos para iniciar el pandeo, para cada ángulo de orientación, las cuatro relaciones de ejes largo-corto correspondieron a cuatro líneas rectas cuando se graficaron en coordenadas doble-logarítmicas. Basado en los resultados experimentales, se proponen ecuaciones empíricas para describir las relaciones anteriores. Las ecuaciones empíricas se aplicaron para predecir datos experimentales y mostraron una estrecha concordancia.
Descripción
Aunque los tubos elípticos son más fuertes y estables que los tubos circulares, pocos estudios han considerado completamente el comportamiento de los tubos elípticos bajo cargas de flexión cíclicas. Este estudio investigó experimentalmente la respuesta y el fallo de tubos elípticos de acero inoxidable SUS304 con cuatro diferentes relaciones de ejes largo y corto (1.5, 2.0, 2.5 y 3.0) bajo flexión cíclica a lo largo de cuatro diferentes ángulos de orientación (0 grados, 30 grados, 60 grados y 90 grados). El grosor de la pared era de 0.7 mm, y se aplicó flexión cíclica hasta que ocurrió el fallo por pandeo. Las curvas momento-curvatura exhibieron endurecimiento cíclico, y se formaron bucles estables para todas las relaciones de ejes largo-corto y ángulos de orientación. Aumentar la relación de ejes largo-corto disminuyó ligeramente el momento de flexión máximo, mientras que aumentar el ángulo de orientación incrementó el momento de flexión máximo. Para un ángulo de orientación dado, las curvas que relacionan la variación del eje corto (es decir, el cambio en la longitud dividido por la longitud original del eje corto) y la curvatura demostraron simetría, serraciones y un patrón de crecimiento a medida que aumentaba el número de ciclos, independientemente de la relación de ejes largo-corto. En relaciones de ejes largo-corto de 2.0, 2.5 y 3.0, estas curvas incluso exhibieron una tendencia similar a la de una mariposa. Aumentar la relación de ejes largo-corto incrementó la variación del eje corto, mientras que aumentar el ángulo de orientación disminuyó la variación del eje corto. En cuanto a las curvas que relacionan la curvatura y el número de ciclos requeridos para iniciar el pandeo, para cada ángulo de orientación, las cuatro relaciones de ejes largo-corto correspondieron a cuatro líneas rectas cuando se graficaron en coordenadas doble-logarítmicas. Basado en los resultados experimentales, se proponen ecuaciones empíricas para describir las relaciones anteriores. Las ecuaciones empíricas se aplicaron para predecir datos experimentales y mostraron una estrecha concordancia.