Análisis del efecto de la fricción en una grieta inclinada en el interior de un tubo sometido a compresión

Abstract

En este artículo se presenta el análisis, mediante el Método de los Elementos de Contorno, de una grieta con simetría axial en el interior de un tubo sometido a compresión axial, centrada en el espesor y orientada formando un ángulo cualquiera con la dirección radial del tubo. En primer lugar, se considera una configuración en la que la longitud de la grieta es pequeña frente al espesor y el radio interior del tubo, comprobándose que la solución es análoga a la de una grieta cerrada en un medio infinito, en deformación plana, sometida a un estado uniforme de compresión y cortadura lejos de la fisura. El estudio se completa analizando grietas de longitud apreciable en comparación con el espesor del tubo, para las cuales se presentan los resultados numéricos obtenidos para el factor de intensificación de tensiones en función de la orientación y longitud de la grieta y del coeficiente de fricción.

In this paper a numerical stress analysis, using the Boundary Element Method, of an axisymmetric centred slant crack inside an axially compressed tube is presented. The case in which the crack length is small in comparison with the tube thickness and inner radius is studied firstly, showing that the elastic solution is analogue to the one corresponding to a closed crack in an infinite media subjected to a plane strain state of uniform normal and tangential far field stresses. The analysis is completed with the study of cracks with a significant length in comparison with the tube thickness. Numerical results obtained for the stress intensity factor, as a function of the crack size and orientation and the friction coefficient, are presented for these cracks.