Desarrollo de software en C# para el cálculo del FIT en grietas semi-elípticas

Abstract

En este proyecto se obtiene la función general de peso de carga puntual para grietas semi-elípticas en placas de espesor finito. Se utiliza para calcular el factor de intensidad de tensiones para cualquier punto a lo largo del frente de la grieta con el plano de la grieta bajo distribuciones de tensiones bidimensionales. Se muestra la comparación entre los resultados alcanzados de la función de peso obtenida y los disponibles en la literatura, lo que indica una buena precisión. Con el fin de determinar el patrón de crecimiento de grietas y estimar la vida útil a fatiga, esta función de peso se puede usar fácilmente en placas aplicadas en la industria bajo campos de tensión complicados, como el campo de tensiones residuales debido a la soldadura. En aplicaciones industriales, como es el proceso de soldadura, se aplican complicadas distribuciones de tensiones en el plano de las grietas. Debido a que la soldadura se realiza en los extremos de las placas, la tensión residual varía de forma no lineal a lo largo del espesor y el ancho de las mismas. De hecho, se aplica una distribución de tensiones bidimensional no lineal en el plano de la grieta en placas soldadas. En estas condiciones, los puntos críticos pueden o no ser habitualmente los puntos más profundos y superficiales, por lo que se deben examinar otros puntos. El GPLWF se puede usar fácilmente para calcular el factor de intensidad de tensiones para cualquier punto a lo largo del frente de grieta de las placas soldadas agrietadas bajo distribuciones de tensiones residuales bidimensionales.

In this project, a general point load weight function for semi-elliptical crack in finite thickness plates is derived. It is used to calculate stress intensity factors for any point along the crack front with the crack faces under two dimensional stress distributions. The comparison between the results obtained from the derived weight function and those available in literature is presented, indicating a good accuracy. In order to determine the pattern of crack growth, and to estimate fatigue life, this weight function can be easily used in plates as applied in industry under complicated stress fields such as residual stress field due to welding. In industrial applications, such as a welding process, complicated stress distributions are applied on crack faces. Due to butt welding of plates, the residual stress nonlinearly varies along the thickness and width of a plate. In fact, a nonlinear two dimensional stress distribution is applied on the crack face in welded plates. In these conditions, the critical points may or may not be the deepest and surface points as usual, so other points must be examined. The GPLWF can be easily used to calculate stress intensity factors for any point along crack front of cracked butt welded plates under two dimensional residual stress distributions.