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La simulación del comportamiento de fractura por fatiga de ciclo extremadamente bajo para acero de tubería (X70) basado en un modelo de daño continuo

Autores: Fang, Bo; Lu, Afei; Sun, Jiewei; Li, Xiaojie; Shen, Tao

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Oleoductos de transmisión de gas natural
Regiones sísmicas
Regiones de permafrost
Fatiga de ciclo extremadamente bajo
Fallo por ELCF
Mecanismo de fractura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los gasoductos de gas natural instalados en regiones sísmicas y de permafrost son vulnerables a cargas cíclicas con una gran amplitud de deformación. En estas condiciones, el tubo puede fallar en ciclos extremadamente bajos, una situación que también se conoce como fallo por fatiga de ciclos extremadamente bajos (ELCF). El mecanismo de fractura de ELCF muestra una diferencia significativa con respecto al de la fatiga de ciclos bajos, y la vida útil de ELCF generalmente se desvía de la ley de Coffin-Manson. Por lo tanto, es esencial desarrollar un modelo efectivo para predecir el fallo ELCF del gasoducto. En este estudio, se realizan una serie de pruebas de ELCF en acero de gasoducto (X70). Se desarrolla un modelo de endurecimiento mixto acoplado por daño para simular los comportamientos de fractura. La ley de daño continuo bajo carga monotónica se extiende a carga cíclica al introducir la deformación plástica equivalente efectiva. Al suponer que el ablandamiento cíclico es inducido por la acumulación de daño, los parámetros de daño se ajustan directamente a partir del estrés máximo en cada ciclo. Luego, el modelo se introduce en el software comercial ABAQUS con una subrutina de material de usuario para simular los comportamientos de fractura de estos especímenes. Los resultados de la simulación muestran buenos acuerdos con los resultados de las pruebas tanto bajo carga cíclica como monotónica, lo que verifica la fiabilidad del modelo.

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