http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48878
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Titre: | Cálculo do Fator de Intensidade de Tensão 2D por função de peso e sua aplicação na fadiga de elementos soldados |
Auteur(s): | Oliveira Júnior, Paulo Roberto de |
Orientador(es):: | Miranda, Antonio Carlos de Oliveira |
Assunto:: | Mecânica de fratura Fator de Gradiente de Tensão Impacto mecânico |
Date de publication: | 15-jui-2024 |
Data de defesa:: | 22-déc-2023 |
Référence bibliographique: | OLIVEIRA JÚNIOR, Paulo Roberto de. Cálculo do Fator de Intensidade de Tensão 2D por função de peso e sua aplicação na fadiga de elementos soldados. 2023. 136 f., il. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade De Brasília, Brasília, 2023. |
Résumé: | O objetivo deste estudo é desenvolver o Fator de Intensidade de Tensão (FIT) baseado no Fator de Gradiente de Tensão (𝐾) para estimar a vida útil por meio da Mecânica de Fratura Baseada em Deformações (MFBD) em corpos de prova soldados e tratados com Impacto Mecânico de Alta Frequência (HFMI). Com uso de Funções de Peso (FP), Fatores de Intensidade de Tensão são calculados em geometrias da secção transversal das soldas com algoritmo de contorno invertido usando a função de peso de carga pontual 2D. O modelo descrito neste trabalho pode estimar a fadiga de peças soldadas e juntas cruciformes tratadas com HFMI sob condições de carregamento variável, considerando uma fissura semi-elíptica inicial crescendo em duas direções utilizando as equações 𝐾. A modelagem do 𝐾 foi realizada em função dos intervalos de análise, resultando na definição de equações para determinar os valores de 𝐾 e 𝐾. A análise numérica, apresentada aqui para estimar a vida útil da fadiga de soldagem, é comparada com dados experimentais para o aço 350W, conduzidos na Universidade de Waterloo, Canadá. Posteriormente, é realizada uma análise estatística dos dados produzidos pelo método de Monte Carlo, com dados encontrados e simulados para validar o modelo por meio de curvas S/N. As curvas experimentais demonstram que as amostras tratadas apresentam vidas de fadiga mais longas em comparação com as amostras não tratadas, sendo que as análises realizadas conseguem reproduzir esse compartamento de fadiga. Os resultados da modelagem comparados com os dados apresentados por Ghahremani (2015) e Ranjan (2019), mostram uma validação do modelo utilizado de 𝐾. |
Abstract: | The objective of this study is to develop the Stress Intensity Factor (SIF) based on the Stress Gradient Factor (𝐾) to estimate the remaining life through Strain-Based Fracture Mechanics (SBFM) in welded specimens treated with High-Frequency Mechanical Impact (HFMI). Using Weight Functions (WF), Stress Intensity Factors are calculated for cross-sectional weld geometries with a reversed contour algorithm employing the 2D point load weight function. The model described in this work can estimate the fatigue of welded components and cruciform joints treated with HFMI under variable loading conditions, considering an initial semi-elliptical crack growing in two directions using the 𝐾 equations. 𝐾 modeling was performed as a function of analysis intervals, resulting in the definition of equations to determine 𝐾 and 𝐾 values. The numerical analysis presented here to estimate the fatigue life of welding is compared with experimental data for 350W steel conducted at the University of Waterloo, Canada. Subsequently, a statistical analysis of data produced by the Monte Carlo method, with both found and simulated data, is performed to validate the model through S/N curves. Experimental curves demonstrate that treated specimens exhibit longer fatigue lives compared to untreated ones, with the analyses conducted able to replicate this fatigue behavior. The modeling results, compared to the data presented by Ghahremani (2015) and Ranjan (2019), validate the 𝐾 model used. |
metadata.dc.description.unidade: | Faculdade de Tecnologia (FT) Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC) |
Description: | Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Faculdade de Tecnologia, 2023. |
metadata.dc.description.ppg: | Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil |
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Collection(s) : | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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