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Estudo da incerteza de medição na análise das tensões residuais através do método do furo cegoPelizzari, Elisangela January 2013 (has links)
Para muitos componentes e estruturas de engenharia a determinação precisa do estado de tensões residuais presente é de fundamental importância para a avaliação de sua integridade estrutural. O método do furo cego (MFC) é um dos métodos mais difundidos para a medição de tensões residuais, no entanto, por se tratar de um ensaio relativamente complexo, a determinação da sua incerteza de medição apresenta uma série de dificuldades, as quais se refletem na inexistência de estudos na literatura que abordem esse assunto de forma completa. Este trabalho tem como objetivo a determinação da incerteza de medição do MFC englobando todas as fontes de incerteza em potencial do método. Para tanto, foi elaborado um procedimento envolvendo a determinação e caracterização das fontes de incerteza tanto na parte experimental como no tratamento matemático dos dados. A partir da caracterização das fontes de incerteza detectou-se como fator principal na determinação da incerteza o erro do operador, que foi possível através do desvio de repetitividade. A fonte de incerteza devido ao erro do operador foi a de determinação mais complexa e envolveu o projeto e a construção de uma máquina especialmente desenvolvida para a aplicação de um estado de tensões homogêneo e que permitisse medir com precisão as tensões residuais com o método do furo cego. Técnicas de medição de tensões residuais por difração de raios-X e monitoramento de tensão com extensometria de resistência elétrica foram utilizadas para a verificação da homogeneidade das tensões nas amostras. A metodologia se mostrou adequada, conduzindo a resultados que permitiram determinar com sucesso a incerteza de medição através de planilhas eletrônicas. / The characterization of the residual stress state of engineering components and structures is of fundamental importance for assessments of their structural integrity. The hole drilling method is one of the most commonly used methods; however, due to its relative complexity, quantifying its measurement uncertainties is not straightforward. It is a semi-destructive method, which means that multiple measurements cannot be repeated in a same location, and stress distributions mean that it is difficult to guarantee that a number of points in the same state will be available in a given volume. This study suggests a global uncertainty measurement which includes a study of repeatability related to the operator. This is thought to be novel in the existing literature. For this, a standard sample and a machine which guarantees a homogeneous stress distribution in the sample were developed. To ensure the homogeneity of the stresses, x-ray diffraction measurements were performed. The results obtained show good repeatability for different operators and good results for the uncertainty of measurements for the method.
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Využití DIC při měření zbytkových napětí metodou vrtání otvoru / Application of DIC method in residual stress measurement using hole drilling methodKováříková, Sabina January 2020 (has links)
This thesis deals with measurement of residual stress by hole drilling method. This method is based on drilling a hole and measurement of deformation in the area around this hole. Measured deformations are then converted to residual stresses by using calibration coefficients. The deformation around the drilled hole is measured by optical non contact method called digital image correlation (DIC). First part of the thesis is focused on current state of research. The thesis contains evaluation of residual stresses by using different methods and evaluation of used methods.
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Residual stress hole drilling of elastic anisotropic commercially pure titaniumSanchez Archuleta, Zachary J. 28 May 2024 (has links)
Residual stress measurement methods have commonly been used to characterize states of stress in various elastic isotropic materials. In order to investigate the effects of elastic anisotropy on residual stress measurements, commercially pure grade 2 titanium (CP Ti Gr 2) was selected to study a strong texture, or preferred grain orientation. Warm rolled and air-cooled CP titanium is well known to have a texture from the factory. This texture and resulting elastic anisotropy were confirmed using two material characterization methods, resonant ultrasound spectroscopy (RUS) and electron backscatter diffraction (EBSD). The texture was further developed using a rolling mill to cold roll the titanium. A vacuum furnace set to a temperature of 550 C for one hour was used to stress relieve the titanium without reducing the texture. RUS and EBSD methods were used again to confirm the texture achieved by cold rolling. Well-characterized residual stresses were introduced with a shrink-fit ring and plug. The residual stress hole drilling method was used to characterize stresses in the rolling and transverse directions of the ring and plug assemblies. Stress profiles from hole drilling indicated some possible elastic anisotropic effects in two assemblies and are presented. However, more assemblies are needed to confirm the results. A stress determination technique with higher sensitivity may be necessary to substantiate assembly stress profile results.
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[en] EVALUATION OF PLASTIC EFFECTS IN RESIDUAL STRESS MEASUREMENT BY THE HOLE DRILLING TECHNIQUE / [pt] AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DA PLASTICIDADE NA MEDIÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS PELA TÉCNICA DO FURO CEGOANA CRISTINA COSME SOARES 16 January 2004 (has links)
[pt] Uma das técnicas mais aplicadas para medir tensões
residuais em componentes mecânicos é a técnica do furo
cego. Esta técnica é de fácil aplicação industrial e é
normalizada pela ASTM E 837. Entretanto, devido à
concentração de tensões gerada pelo furo, há restrições
quanto à aplicação deste método quando as tensões
residuais presentes excedem 0.3 da tensão de escoamento do
material, Sy. Há na literatura trabalhos que avaliam, por
elementos finitos, os erros gerados ao se
aplicar diretamente estes coeficientes em componentes com
altos níveis de tensões residuais. Em alguns casos, o erro
pode chegar a 140%, para tensões da ordem de
0.9 de Sy. Porém, para retrocalcular as tensões residuais
estes trabalhos também usam hipóteses válidas apenas no
regime elástico, de forma que os resultados por
eles apresentados podem ter imprecisões. Neste trabalho
propõem-se novas metodologias numéricas para avaliar a
validade da norma ASTM E 837 em regime plástico, através de
uma modelagem mais realística do alívio de tensão
gerado pela usinagem do furo, evitando o uso de hipóteses
linear-elásticas. Estas metodologias são: Estado
Equivalente, na qual uma tensão equivalente àquela
agindo no componente é aplicada na borda do furo;
metodologia Morte de Elementos na qual os elementos
presentes na região em que o furo será usinado
são eliminados numericamente em vários passos, de forma a
simular o processo de usinagem; e a metodologia Tensão
Substituta, na qual o material presente na
região do furo é substituído pela tensão que nele age, a
qual é retirada gradativamente. Foram modeladas em
elementos finitos placas com furos passantes e cegos,
submetidas a carregamentos uniaxiais e biaxiais, desde 0.3
Sy até 0.9 Sy. Além disso, foram utilizados nas simulações
materiais tendo limite elástico e de escoamento
coincidentes e não coincidentes. Os erros encontrados
entre as tensões retrocalculadas e as tensões aplicadas,
para todas as situações são menores que encontrados por
outros pesquisadores, obtendo-se no pior caso 70 por cento.
Finalmente, conclui-se que as metodologias Tensão
Substituta e Morte de Elementos são as que simulam de forma
mais próxima da realidade o processo de usinagem de um furo
em um placa submetida à altas tensões. / [en] One of the most popular techniques applied to measure
residual stresses is the hole-drilling technique. The
technique is easy to be applied at industry, and is
normalized ASTM E 837. However, due to the stress
concentration caused by the machined hole, the technique
can not be used if the residual stresses are higher
than one third of the material yield strength, Sy. There
are several researches articles that evaluate the errors
aroused from the use of linear-elastic coefficients
in case where plastic strains are present. In general,
those articles apply the finite element to simulate the
process of drilling the hole and stress relief. In certain
case it is showed that the error can reach 140% of the
applied stress. However,those articles use linear-elastics
hypothesis and therefore their predictions can also
include mistakes. The present work proposes new numerical
methodologies to evaluate the usefulness of the hole-
drilling technique, as it is described by the
ASTM E 387, in the plastic range. The aim is to model the
stress relief caused by the hole`s drilling process in a
more realistic way, in order to avoid the use of
linear-elastics hypothesis. The proposed methodologies are:
Equivalent State, in which is applied in the hole a stress
equivalent to that one acting externally on the
component; Element Death, in which the drilling process is
simulated by eliminating numerically in several steps the
material which vanishes during the drilling process, and
the Replacement Stress; in which the material in the hole is
replaced by the stress that is acting at its walls. Those
mentioned methodologies were implemented using a commercial
finite element program which simulated
plates with through the thickness and blind holes. Those
plates have been loaded with three different loadings which
varied from 0.3 to 0.9 Sy. Two materials with
different stress-strain curves have been used. One of them
had the elastic limit equal to the yield limit and the
other one has those two limits different. In the
worst case the errors found were 70 percent, which is smaller than
those found by others researchers. It was concluded that,
the Replacement Stress and the Elements Death methodologies
are those that best simulate the process of drilling a hole
in a plate which is under high stresses.
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Análise de tensões residuais no processo de trefilação combinada do aço AISI 1048 visando minimizar distorções pós processamentoNunes, Rafael Menezes January 2008 (has links)
As tensões residuais podem atuar de forma benéfica ou maléfica no desempenho dos componentes mecânicos. Elas representam um dos principais potenciais para o aparecimento de distorções, empenamentos e mudanças dimensionais em componentes mecânicos durante o processo de manufatura. Por estes motivos a determinação da distribuição e o controle destas tensões residuais em cada etapa do processo de manufatura são de grande importância. Neste trabalho, foram realizadas análises da variação das tensões residuais em barras trefiladas de aço AISI 1048 em decorrência do processo de fabricação. As barras foram retiradas de quatro diferentes etapas do processo de trefilação combinada guardando-se a orientação inicial do fio-máquina, sendo elas: pré-endireitada, jateada, trefilada (com ângulos de 15°, 16°, 18° e 20°), endireitada e polida por rolos cruzados (PTN) (com ângulos de 15°, 16° e 18°). Estas barras foram ensaiadas através do método do furo cego (hole-drilling), método da deflexão (slitting) e difração de raios-X. Os ensaios foram realizados até uma profundidade de 1 mm para o método do furo cego e chegando até profundidades de 5,6mm para a técnica de difração de raios-X com remoção de camadas em diferentes posições periféricas para caracterizar heterogeneidades impostas pelo processo. A partir dos valores de deformações obtidos, foram calculadas as tensões residuais nas direções longitudinais e tangenciais para cada posição ensaiada. Com este trabalho foi obtida uma visão completa do desenvolvimento de tensões na região superficial da barra após as etapas do processo e assim foram determinadas quais etapas do processo tem maior influência no produto final (barras trefiladas). Após o préendireitamento as tensões são compressivas, aumentando seu nível após o jateamento. Na saída da trefilação as tensões mudam para trativas e após o endireitamento final (PTN) tornam-se menos trativas ou compressivas dependendo do ângulo de endireitamento (PTN) e o ângulo de fieira utilizado. A partir deste estudo foram propostas mudanças nos ângulos de ferramenta (fieira) e também nos rolos de polimento e endireitamento final, objetivando-se um produto final com tensões residuais mais favoráveis a processos subseqüentes de manufatura. Outro aspecto importante verificado é a variação das tensões residuais em relação à posição periférica: diferenças de até 200MPa foram verificadas até antes da etapa de endireitamento final PTN, após a qual as diferenças são reduzidas a quase zero. / The residual stresses can affect positively or negatively the behavior of mechanical components. These residual stresses also represent one of the main potentials for distortion (i.e. bending and dimensional changes) in mechanical components during the manufacturing. Therefore the determination of the distribution and the control of these residual stresses in each stage of the manufacturing process are of great importance. In this work the variation of residual stresses in cold-drawing of AISI 1048 steel bars due to the production process was analyzed. Samples were taken from five different stages of the process of combined cold-drawing with special care to keep the information about initial orientation. The process steps from where samples were taken were: pre-straightening, shot-blasting, drawing, straightening and polishing in crossed rolls (PTN) with angles of 16° and 18°. The determination of residual stresses was accomplished by the hole drilling method. The measurements were done until a depth of 1 mm in different angular positions on the periphery to characterize heterogeneities imposed by the process. Starting with the obtained strains, the residual stresses were calculated in the longitudinal and tangential directions for each measurement position. With this work a global view of the developed stresses in the surface of the bar after each process stage was obtained. After the pre-straightening the residual stresses are compressive, and increase their level after the shot blasting, at the end of drawing the residual stresses change for tensile and after the polishing with crossed rolls (PTN) they become less tensile or slightly compressive depending on the PTN - angle and draw angle used. Based on this study, changes were proposed in the tool (draw) angles and also in the PTN, being aimed at a final product with more favorable residual stresses to subsequent manufacturing operations. Another verified important aspect is the variation of the residual stresses in relation to the peripheral position: differences of up to 200MPa were verified before the stage of polishing in crossed rolls (PTN), after which the differences are almost reduced to nearly zero.
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Análise de tensões residuais no processo de trefilação combinada do aço AISI 1048 visando minimizar distorções pós processamentoNunes, Rafael Menezes January 2008 (has links)
As tensões residuais podem atuar de forma benéfica ou maléfica no desempenho dos componentes mecânicos. Elas representam um dos principais potenciais para o aparecimento de distorções, empenamentos e mudanças dimensionais em componentes mecânicos durante o processo de manufatura. Por estes motivos a determinação da distribuição e o controle destas tensões residuais em cada etapa do processo de manufatura são de grande importância. Neste trabalho, foram realizadas análises da variação das tensões residuais em barras trefiladas de aço AISI 1048 em decorrência do processo de fabricação. As barras foram retiradas de quatro diferentes etapas do processo de trefilação combinada guardando-se a orientação inicial do fio-máquina, sendo elas: pré-endireitada, jateada, trefilada (com ângulos de 15°, 16°, 18° e 20°), endireitada e polida por rolos cruzados (PTN) (com ângulos de 15°, 16° e 18°). Estas barras foram ensaiadas através do método do furo cego (hole-drilling), método da deflexão (slitting) e difração de raios-X. Os ensaios foram realizados até uma profundidade de 1 mm para o método do furo cego e chegando até profundidades de 5,6mm para a técnica de difração de raios-X com remoção de camadas em diferentes posições periféricas para caracterizar heterogeneidades impostas pelo processo. A partir dos valores de deformações obtidos, foram calculadas as tensões residuais nas direções longitudinais e tangenciais para cada posição ensaiada. Com este trabalho foi obtida uma visão completa do desenvolvimento de tensões na região superficial da barra após as etapas do processo e assim foram determinadas quais etapas do processo tem maior influência no produto final (barras trefiladas). Após o préendireitamento as tensões são compressivas, aumentando seu nível após o jateamento. Na saída da trefilação as tensões mudam para trativas e após o endireitamento final (PTN) tornam-se menos trativas ou compressivas dependendo do ângulo de endireitamento (PTN) e o ângulo de fieira utilizado. A partir deste estudo foram propostas mudanças nos ângulos de ferramenta (fieira) e também nos rolos de polimento e endireitamento final, objetivando-se um produto final com tensões residuais mais favoráveis a processos subseqüentes de manufatura. Outro aspecto importante verificado é a variação das tensões residuais em relação à posição periférica: diferenças de até 200MPa foram verificadas até antes da etapa de endireitamento final PTN, após a qual as diferenças são reduzidas a quase zero. / The residual stresses can affect positively or negatively the behavior of mechanical components. These residual stresses also represent one of the main potentials for distortion (i.e. bending and dimensional changes) in mechanical components during the manufacturing. Therefore the determination of the distribution and the control of these residual stresses in each stage of the manufacturing process are of great importance. In this work the variation of residual stresses in cold-drawing of AISI 1048 steel bars due to the production process was analyzed. Samples were taken from five different stages of the process of combined cold-drawing with special care to keep the information about initial orientation. The process steps from where samples were taken were: pre-straightening, shot-blasting, drawing, straightening and polishing in crossed rolls (PTN) with angles of 16° and 18°. The determination of residual stresses was accomplished by the hole drilling method. The measurements were done until a depth of 1 mm in different angular positions on the periphery to characterize heterogeneities imposed by the process. Starting with the obtained strains, the residual stresses were calculated in the longitudinal and tangential directions for each measurement position. With this work a global view of the developed stresses in the surface of the bar after each process stage was obtained. After the pre-straightening the residual stresses are compressive, and increase their level after the shot blasting, at the end of drawing the residual stresses change for tensile and after the polishing with crossed rolls (PTN) they become less tensile or slightly compressive depending on the PTN - angle and draw angle used. Based on this study, changes were proposed in the tool (draw) angles and also in the PTN, being aimed at a final product with more favorable residual stresses to subsequent manufacturing operations. Another verified important aspect is the variation of the residual stresses in relation to the peripheral position: differences of up to 200MPa were verified before the stage of polishing in crossed rolls (PTN), after which the differences are almost reduced to nearly zero.
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Análise de tensões residuais no processo de trefilação combinada do aço AISI 1048 visando minimizar distorções pós processamentoNunes, Rafael Menezes January 2008 (has links)
As tensões residuais podem atuar de forma benéfica ou maléfica no desempenho dos componentes mecânicos. Elas representam um dos principais potenciais para o aparecimento de distorções, empenamentos e mudanças dimensionais em componentes mecânicos durante o processo de manufatura. Por estes motivos a determinação da distribuição e o controle destas tensões residuais em cada etapa do processo de manufatura são de grande importância. Neste trabalho, foram realizadas análises da variação das tensões residuais em barras trefiladas de aço AISI 1048 em decorrência do processo de fabricação. As barras foram retiradas de quatro diferentes etapas do processo de trefilação combinada guardando-se a orientação inicial do fio-máquina, sendo elas: pré-endireitada, jateada, trefilada (com ângulos de 15°, 16°, 18° e 20°), endireitada e polida por rolos cruzados (PTN) (com ângulos de 15°, 16° e 18°). Estas barras foram ensaiadas através do método do furo cego (hole-drilling), método da deflexão (slitting) e difração de raios-X. Os ensaios foram realizados até uma profundidade de 1 mm para o método do furo cego e chegando até profundidades de 5,6mm para a técnica de difração de raios-X com remoção de camadas em diferentes posições periféricas para caracterizar heterogeneidades impostas pelo processo. A partir dos valores de deformações obtidos, foram calculadas as tensões residuais nas direções longitudinais e tangenciais para cada posição ensaiada. Com este trabalho foi obtida uma visão completa do desenvolvimento de tensões na região superficial da barra após as etapas do processo e assim foram determinadas quais etapas do processo tem maior influência no produto final (barras trefiladas). Após o préendireitamento as tensões são compressivas, aumentando seu nível após o jateamento. Na saída da trefilação as tensões mudam para trativas e após o endireitamento final (PTN) tornam-se menos trativas ou compressivas dependendo do ângulo de endireitamento (PTN) e o ângulo de fieira utilizado. A partir deste estudo foram propostas mudanças nos ângulos de ferramenta (fieira) e também nos rolos de polimento e endireitamento final, objetivando-se um produto final com tensões residuais mais favoráveis a processos subseqüentes de manufatura. Outro aspecto importante verificado é a variação das tensões residuais em relação à posição periférica: diferenças de até 200MPa foram verificadas até antes da etapa de endireitamento final PTN, após a qual as diferenças são reduzidas a quase zero. / The residual stresses can affect positively or negatively the behavior of mechanical components. These residual stresses also represent one of the main potentials for distortion (i.e. bending and dimensional changes) in mechanical components during the manufacturing. Therefore the determination of the distribution and the control of these residual stresses in each stage of the manufacturing process are of great importance. In this work the variation of residual stresses in cold-drawing of AISI 1048 steel bars due to the production process was analyzed. Samples were taken from five different stages of the process of combined cold-drawing with special care to keep the information about initial orientation. The process steps from where samples were taken were: pre-straightening, shot-blasting, drawing, straightening and polishing in crossed rolls (PTN) with angles of 16° and 18°. The determination of residual stresses was accomplished by the hole drilling method. The measurements were done until a depth of 1 mm in different angular positions on the periphery to characterize heterogeneities imposed by the process. Starting with the obtained strains, the residual stresses were calculated in the longitudinal and tangential directions for each measurement position. With this work a global view of the developed stresses in the surface of the bar after each process stage was obtained. After the pre-straightening the residual stresses are compressive, and increase their level after the shot blasting, at the end of drawing the residual stresses change for tensile and after the polishing with crossed rolls (PTN) they become less tensile or slightly compressive depending on the PTN - angle and draw angle used. Based on this study, changes were proposed in the tool (draw) angles and also in the PTN, being aimed at a final product with more favorable residual stresses to subsequent manufacturing operations. Another verified important aspect is the variation of the residual stresses in relation to the peripheral position: differences of up to 200MPa were verified before the stage of polishing in crossed rolls (PTN), after which the differences are almost reduced to nearly zero.
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Investigation of residual stresses generation in aluminum flywheel / Investigation of residual stresses by using both simulations(MAGMAsoft) and pysical measurements(Hole Drilling Method)Afsaridis, Kimon January 2009 (has links)
<p>Quality of the castings is affected by several factors which the designer should take into consideration during the product development process. Although residual stress is one of those, it is often not considered in practical computations. Hence residual stresses are one of the forgotten areas in designing of machine parts. This master thesis is focused on the investigation of residual stresses in a high pressure die casted component, with the aim of extending its service life, by taking results from the study as a feedback.</p><p>The investigation of residual stresses was done on a variety of specimens, cast aluminum flywheel, provided by Husqvarna AB. This flywheel is a component in a product of the same company.In evaluating the residual stresses in the part, two tools-simulation and physical measurement were used. Moreover, comparison with these two methods is also done at an area of interest on the flywheel. The simulation was carried out by using MAGMAhpdc-a module for high pressure die casting process, from the commercial software package MAGMAsoft; while for the physical measurements, the hole drilling method was used, a method believed to be less accurate at low stresses areas.</p><p>The findings obtained from this study show that the results from both procedures are close, with small deviations observed, which reveals the reliability of the hole drilling method even when the stress levels are low. It is also found that the compressive residual stresses dominate in the component-a preferred phenomenon with regards to residual stress.</p>
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[en] MEASUREMENT OF RESIDUAL STRESSES IN PIPES DRIVING THE DETERMINING OF EFFORTS IN BURIED PIPELINES / [pt] MEDIÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS EM TUBOS VISANDO A DETERMINAÇÃO DE ESFORÇOS EM DUTOS ENTERRADOSLEONARDO DANTAS RODRIGUES 30 August 2007 (has links)
[pt] O conhecimento dos esforços de flexão e normal provocados
por
movimentação de solo é importante para a análise de
integridade estrutural de
dutos. A existência de tensões residuais é um dos
principais obstáculos para
obtenção de resultados precisos na determinação de tais
esforços. Este trabalho
foi desenvolvido com o objetivo de analisar o
comportamento das tensões
residuais de fabricação em tubos ao longo de sua
circunferência e de seu
comprimento. Foram feitas medições de tensões residuais em
corpos de prova de
um tubo novo e de outros retirados de operação utilizando
a técnica de furo cego e
uma nova técnica de seccionamento. As medições foram
realizadas ao longo da
circunferência e em diferentes seções dos tubos. As
medições com a técnica de
seccionamento proposta, denominada técnica do furo
elíptico, mostraram-se
coerentes com as medições com o furo cego, principalmente
para as tensões
longitudinais. A partir dos resultados obtidos nos
experimentos realizados, foram
feitas recomendações e propostas metodologias para separar
as tensões residuais
de fabricação das tensões atuantes no duto em operação.
Para cada método
proposto foi feita uma simulação para avaliar seus erros.
As tensões residuais de
fabricação circunferenciais e longitudinais possuem
magnitudes consideráveis
(por vezes até próximas à resistência ao escoamento dos
tubos). Desprezá-las em
medições realizadas em campo, como é feito na maioria das
vezes para calcular
os esforços existentes, pode acarretar grandes erros na
determinação dos esforços
agindo sobre o duto. Os resultados das simulações
mostraram que, se as tensões
residuais forem baixas, os esforços de trabalho obtidos
desconsiderando-as são
próximos dos valores reais. No mais, os procedimentos
propostos para a
determinação dos esforços, mediante a separação das
tensões residuais existentes,
apresentaram erros menores ou, no mínimo, próximos aos
encontrados quando o
cálculo foi feito negligenciando-se as tensões residuais. / [en] The knowledge of the bending and axial efforts caused by
soil movement is
important for the structural integrity analysis of
pipelines. The existence of
residual stresses is one of the main obstacles for
obtaining good results in the
determination of such efforts. This work was developed to
analyze the behavior of
the residual stresses of manufacturing in pipes throughout
its circumference and
length. Measurements of residual stresses had been made in
samples of a new pipe
and others samplers removed from operation, using the hole
drilling technique and
a new sectioning technique. The measurements had been
carried throughout the
circumference and different sections of the pipes. The
measurements with the
sectioning technique proposed, called elliptical hole
technique, are coherent with
the measurements of the hole drilling technique, mainly
for the longitudinal
stresses. From the experimental results, recommendations
had been made and
methodologies had been proposed to separate the
manufacturing residual stresses
from the operating stresses in the pipelines. For each
method considered in this
work, a simulation was made to evaluate its errors. The
circumferential and
longitudinal residual stresses of manufacturing have
considerable magnitudes
(sometimes next to the yield strength of the pipes). Not
considering the residual
stresses in measurements carried through in situ to
calculate the existing loads, as
it is made most of the time, can cause significant errors
in the determination of the
efforts acting on the pipeline. The results of the
simulations had shown that, if the
residual stresses are low, the work loads obtained when
the residual stresses are
not considered are comparable with the correct loads. The
procedures proposed
for the determination of loads, considering the separation
of the existing residual
stresses, had presented smaller errors or closer to those
when the calculation was
made neglecting the residual stresses.
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Caracterização microestrutural e análise de tensões residuais pelo método do furo cego em tubo de seção quadrada com costura. / Microstructural characterization and hole-drilling method applied to residual stress analisys in a seamed square tube.André de Araújo Oliveira 27 August 2015 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Tensões residuais são uma das principais causas de falhas em componentes
mecânicos submetidos a processos de fabricação. O objetivo do trabalho foi medir
as tensões residuais presentes em um tubo quadrado soldado por resistência
elétrica de alta frequência e caracterizar microestruturalmente o seu material. Para a
caracterização, foram utilizadas técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia
eletrônica de varredura (MEV) e análise química quantitativa. Para a medição das
tensões residuais, foi utilizado o método do furo cego, baseado na norma ASTM
E837-08, onde rosetas (strain-gages) são coladas à peça para medir as
deformações geradas devido à usinagem de um pequeno furo no local de medição.
As deformações foram associadas às tensões residuais através de equações
baseadas na Lei de Hooke. A caracterização revelou uma microestrutura composta
basicamente de ferrita e perlita, típica de aços com baixo teor de carbono,
corroborando com a especificação fornecida pelo fabricante. As tensões residuais
encontradas foram trativas e mostraram-se elevadas, com alguns valores acima do
limite de escoamento do material. / Residual stresses are one of the main failure causes in mechanical
components submitted to manufacture process. The aim of this work was to measure
the residual stresses present in a seame welded tube welded using a high frequency
electrical resistance and to microstruturally characterize its material. Optical
microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and quantitative chemical
analysis techniques were used for the characterization. The hole-drilling method was
applied obeying the ASTM E837-08 norm to measure the residual stresses,
where strain-gages are glued to the sample to measure the deformations caused due
to the machining of a small hole in the measurement point. The deformations were
linked to the residual stresses using the Hookes Law equations. The characterization
basically showed a composite microstructure of ferrite and perlite, tipical in lowcarbon
steels, as the specification supplied by the manufacturer. The residual
stresses found were tensile and high, with some values above the material yield
strength.
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