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[en] PHOTOELASTIC DETERMINATION OF STRESS INTENSITY FACTORS FOR CRACKS NEAR WELD-JOINTS IN PLANE BARS AND TUBULAR SPECIMENS / [pt] FATORES DE INTENSIDADE DE TENSÕES PARA TRINCAS PRÓXIMAS A JUNTAS SOLDADAS PLANAS E TUBULARES VIA FOTOELASTICIDADEJOSE RICARDO REBELLO 25 October 2012 (has links)
[pt] O presente trabalho visa determinar, experimentalmente,Fatores de Intensidade de Tensões, KI e KII em barras e tubos, submetidos à tração, com trincas situadas:
I) Junto ao pé do cordão de solda em barras planas soldadas ortogonalmente com relações comprimento de trinca, a, largura da barra, B, a/B igual a 0,1 e a/B igual a 0,2.
II) Próximo à raiz da solda em tubos unidos a 90 graus com relações comprimento de trinca, espessura do tubo principal, t, a/t igual a 0,1; a/t igual a 0,2; a/t igual a 0,3.
III) Barras e tubos simples (sem uniões soldadas) tendo as relações a/B igual a 0,1; 0,2; 0,3 e a/t igual a 0,1; 0,2; 0,25 e 0,3.
Nos modelos planos, foi feito um estudo comparativo entre espécimes que possuíam entalhes usinados para simular as trincas e espécimes onde forma propagadas trincas de fadiga.
Os resultados para as barras forma obtidos utilizando-se a técnica fotoelástica bidimensional e para os tubos, o método tridimensional de congelamento de tensões e corte em fatias. Nas barras os dados coletados foram submetidos aos programas CRACK e FLAW, e nos tubos, apenas ao programa FLAW, para determinação dos valores de KI e KII. / [en] This work aims to determine Stress Intensity Factors KI and KII for bars and tubes loaded in tension with the following geometry:
I) T Join bars with cracks located near the weld toe. Relations between crack length, a, and bar width, B, were: a/B equal 0.05; a/B equal 0.1 a/B equal 0.2.
II) Tubes with T joints with cracks located at the weld toe. The relations between crack length and tube thickness, t, were: a/t equal 0.1; a/t equal 0.2 and a/t equal 0.3.
III) Plains bars with ratios a/B equal 0.05; a/B equal 0.1 and a/B equal 0.2.
IV) Plains tubes with ratios a/t of 0.1, 0.2, 0.25 and 0.3.
A comparative study was made between plane models that had artificial machined cracks and those that had natural fatigue cracks.
Results for bars were obtained employing two-dimensional Photoelasticity technique and for tubes, the three-dimensional stress freezing and slicing method was used. To generate KI and KII, the collected data were submitted to FLAW and CRACK computer programs in the case of bars, while for tubes, only the FLAW program was used.
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[en] WELDED JOINT DESIGN USING FINITE ELEMENT SOLUTIONS FOR PLATE MODELS / [pt] DIMENSIONAMENTO DE JUNTAS SOLDADAS UTILIZANDO SOLUÇÕES DE MODELOS DE PLACAS OBTIDAS POR ELEMENTOS FINITOSROBERTO DE ABREU ALVIM 01 February 2006 (has links)
[pt] Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento teórico e a
implementação
de uma metodologia proposta para o dimensionamento de
juntas soldadas,
baseada em soluções de modelos de placas obtidas por
elementos finitos. A
técnica consiste em, a partir da avaliação do estado de
tensões nas proximidades
da junta resultante da simulação numérica sob
carregamentos reais, obter-se a
dimensão requerida da seção transversal (seção da
garganta) ao longo do
comprimento do cordão de solda. No dimensionamento do
cordão, consideram-se
simplificações das distribuições das componentes de
tensões ao longo da
espessura da casca, inerentes aos modelos de cascas finas.
Com o objetivo de
testar-se a aplicabilidade da metodologia proposta em
soluções numéricas
apresenta-se, inicialmente, o dimensionamento de cordões
de solda sob
carregamentos simples - cisalhamento transversal, membrana
e flexão - em que os
resultados são verificados com os obtidos de modelos
analíticos. Além destes, são
também apresentadas soluções para estruturas complexas
formadas por chapas
soldadas, como exemplos de aplicação prática da
implementação desenvolvida. / [en] This work presents theoretical and implementation
procedures related to a
proposal for the design of welded joints, based on finite
element solutions for
plate models. The technique consists on obtaining the
required dimensions at the
throat section of the weld, required to resist prescribed
loads, based on stress
component evaluations nearby the weld, along its length.
In the calculations some
simplifications on the stress component distributions
along the plate thickness are
considered, typical of thin walled plates. Evaluations of
the proposed
methodology are performed considering the weld design of
plates under standard
prescribed - transverse shear, membrane and bending loads -
where the numerical
results are verified against analytic results. Solutions
for the design of plate welds
in complex structures are also presented and discussed
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