Relación de Iniciación y Propagación de Grietas por Fatiga de Especímenes Notchados con Características de Juntas Soldadas
Autores: Braun, Moritz; Fischer, Claas; Baumgartner, Jörg; Hecht, Matthias; Varfolomeev, Igor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Estudio
Vida de fatiga
Especímenes con muescas
Uniones soldadas
Mecánica de fracturas
Factor de concentración de tensiones
Curvas S-N
Agudeza de la muesca
Microestructura
Análisis de datos estadísticos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en predecir la vida a fatiga de especímenes muestrados con geometrías y microestructura representativas de uniones soldadas. Emplea 26 series de pruebas de fatiga en especímenes soldados y no soldados que contienen muescas ubicadas en diferentes zonas del material, incluyendo el material base, el metal de soldadura y la zona afectada por el calor. En total, se incluyen 351 muestras de prueba hechas de seis aceros estructurales en la presente evaluación. Para cada espécimen individual, se determinó el factor de concentración de tensiones, así como la distribución de tensiones en la sección muescada, para el posterior cálculo de mecánica de fractura. Este último se emplea para estimar la fracción de vida a fatiga asociada con la propagación de grietas, comenzando desde una pequeña grieta superficial hasta la fractura. Se demostró que la vida total a fatiga puede preverse de manera realista mediante cálculos de mecánica de fractura, mientras que las estimaciones de la vida a fatiga hasta la iniciación de grietas macroscópicas están sujetas a numerosas incertidumbres. Además, se aplican métodos de análisis de datos estadísticos para explorar correlaciones entre las curvas S-N y la agudeza de la muesca caracterizada por el radio de la muesca, el ángulo de apertura y el factor de concentración de tensiones. En particular, se observa una fuerte correlación entre la agudeza de la muesca y la pendiente de las curvas S-N.
Descripción
Este estudio se centra en predecir la vida a fatiga de especímenes muestrados con geometrías y microestructura representativas de uniones soldadas. Emplea 26 series de pruebas de fatiga en especímenes soldados y no soldados que contienen muescas ubicadas en diferentes zonas del material, incluyendo el material base, el metal de soldadura y la zona afectada por el calor. En total, se incluyen 351 muestras de prueba hechas de seis aceros estructurales en la presente evaluación. Para cada espécimen individual, se determinó el factor de concentración de tensiones, así como la distribución de tensiones en la sección muescada, para el posterior cálculo de mecánica de fractura. Este último se emplea para estimar la fracción de vida a fatiga asociada con la propagación de grietas, comenzando desde una pequeña grieta superficial hasta la fractura. Se demostró que la vida total a fatiga puede preverse de manera realista mediante cálculos de mecánica de fractura, mientras que las estimaciones de la vida a fatiga hasta la iniciación de grietas macroscópicas están sujetas a numerosas incertidumbres. Además, se aplican métodos de análisis de datos estadísticos para explorar correlaciones entre las curvas S-N y la agudeza de la muesca caracterizada por el radio de la muesca, el ángulo de apertura y el factor de concentración de tensiones. En particular, se observa una fuerte correlación entre la agudeza de la muesca y la pendiente de las curvas S-N.