Predicción de la Capacidad de Deformación por Tensión para Materiales de Tubos de Acero X52 Usando el Método de Elementos Finitos Extendidos
Autores: Elyasi, Nahid; Shahzamanian, Mohammadmehdi; Lin, Meng; Westover, Lindsey; Li, Yong; Kainat, Muntaseer; Yoosef-Ghodsi, Nader; Adeeb, Samer
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Predicción de la Capacidad de Deformación por Tensión para Materiales de Tubos de Acero X52 Usando el Método de Elementos Finitos Extendidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Diseño basado en deformaciones
Diseño de tuberías
Geo-peligros
Método de elementos finitos
Capacidad de deformación a tracción
Propiedades de fractura dúctil
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
El diseño basado en deformaciones (SBD) juega un papel importante en el diseño de tuberías y la evaluación de tuberías sometidas a geo-peligros. Bajo tales peligros, una tubería puede estar sujeta a deformaciones plásticas sustanciales, lo que lleva a fallos por tracción en ubicaciones de defectos en las soldaduras de circunferencia. Para el SBD, el método de elementos finitos (FEM) puede ser una herramienta confiable para calcular la capacidad de deformación por tracción (TSC) para un mejor diseño en tuberías. Este estudio tiene como objetivo investigar las propiedades de fractura dúctil para un acero de tubería vintage específico (grado API 5L de X52) utilizando el método de elementos finitos extendido (XFEM). Se simularon ocho pruebas a escala completa utilizando el software comercial de análisis de elementos finitos ABAQUS Versión 6.17. Se utiliza la deformación principal máxima para evaluar la iniciación del daño utilizando el modelo de zona cohesiva (CZM) cuando se evalúa la evolución de la grieta mediante la liberación de energía de fractura. Se calibró un conjunto adecuado de parámetros de daño para los materiales X52 basado en la capacidad del modelo para reproducir los resultados experimentales. Estos resultados experimentales incluyeron la deformación por tracción, la carga aplicada, la rotación de la placa final y el desplazamiento de apertura de la boca de la grieta (CMOD). Este estudio describe una metodología para la validación del XFEM y los parámetros de daño adecuados requeridos para modelar la iniciación y propagación de grietas en grados X52 de tuberías.
Descripción
El diseño basado en deformaciones (SBD) juega un papel importante en el diseño de tuberías y la evaluación de tuberías sometidas a geo-peligros. Bajo tales peligros, una tubería puede estar sujeta a deformaciones plásticas sustanciales, lo que lleva a fallos por tracción en ubicaciones de defectos en las soldaduras de circunferencia. Para el SBD, el método de elementos finitos (FEM) puede ser una herramienta confiable para calcular la capacidad de deformación por tracción (TSC) para un mejor diseño en tuberías. Este estudio tiene como objetivo investigar las propiedades de fractura dúctil para un acero de tubería vintage específico (grado API 5L de X52) utilizando el método de elementos finitos extendido (XFEM). Se simularon ocho pruebas a escala completa utilizando el software comercial de análisis de elementos finitos ABAQUS Versión 6.17. Se utiliza la deformación principal máxima para evaluar la iniciación del daño utilizando el modelo de zona cohesiva (CZM) cuando se evalúa la evolución de la grieta mediante la liberación de energía de fractura. Se calibró un conjunto adecuado de parámetros de daño para los materiales X52 basado en la capacidad del modelo para reproducir los resultados experimentales. Estos resultados experimentales incluyeron la deformación por tracción, la carga aplicada, la rotación de la placa final y el desplazamiento de apertura de la boca de la grieta (CMOD). Este estudio describe una metodología para la validación del XFEM y los parámetros de daño adecuados requeridos para modelar la iniciación y propagación de grietas en grados X52 de tuberías.