Los esfuerzos combinados representan la suma o combinación de varios esfuerzos que son aplicados a un elemento siendo estos esfuerzos de carga axial, esfuerzo por carga de flexión o esfuerzo…Full description
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Esfuerzos Laterales - Mecánica de SuelosDescripción completa
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ressitencia de materiales
Esfuerzos Verdaderos, Ensayo de materialesDescripción completa
Descripción: GG
Descripción: Esfuerzos combinados
Descripción: PROBLEMAS DE ESTÁTICA
Descripción: Analisis de cortantes para vigas
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Resumen de formulas básicas para el calculo de esfuerzos combinados en mecánica de materiales
Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial
Análisis de esfuerzos residuales en uniones soldadas por el método del contorno Dr. Carlos Rubio González
X Congreso Internacional de Innovación y Diseño basado en Simulación por Computadora
CONTENIDO
Definición de esfuerzos residuales y técnicas de medición Esfuerzos residuales en algunos elementos Método del contorno Resultados Conclusiones
Definición Esfuerzos residuales Esfuerzos existentes en el material sin la aplicación de cargas externas. Pueden ser de •Tensión •Compresión Pueden ser causados por •Deformaciones plásticas no uniformes •Gradientes térmicos pronunciados (soldadura, tratamientos térmicos) 3
Esfuerzos residuales en algunos elementos
Shoot peening Proceso de trabajo en frio donde la superficie de un componente es bombardeada por pequeñas esferas ocasionando una indentación.
Debajo de la superficie, el material trata de recuperar su forma original lo cual provoca esfuerzos residuales de compresión incrementando el tiempo de vida del componente.
El esfuerzo de compresión máximo es por lo menos la mitad del esfuerzo de fluencia del material.
Los esfuerzos residuales de compresión son útiles incrementando la resistencia a fallas por fatiga, grietas inducidas por corrosión o asistidas por hidrógeno, erosión, etc.
Doblado de barras
Curva esfuerzodeformación
Distribución de esfuerzos residuales
Estado de esfuerzos antes de la descarga
Deformacione s plásticas
Uniones soldadas Fabrication by welding usually results in stresses that are locked into the fabricated assembly.
Residual stresses are caused by the inability of the deposited molten weld metal to shrink freely as it cools and solidifies.
Contraction of solidifying weld metal is restricted by adjacent materials, resulting in complex three-dimensional residual stresses.
The magnitude of these stresses depends on several factors, including size of the deposited weld beads, weld sequence weld geometry, and strength of the deposited weld metal and of the adjoining base metal.
Soldadura por fricción Friction Stir Welding (FSW)
Es un proceso de penetración completa en fase solida, que se utiliza para unir placas de metal, principalmente aleaciones de aluminio sin alcanzar su punto de fusión. Ventajas
Puede ser utilizado para unir placas metálicas sin material de aportación o gas de protección. Penetración total sin poros y ni cavidades internas. Soldaduras de alta calidad e integridad con muy baja distorsión. Se considera un proceso de soldadura ecológico.
Técnicas de medición Agujero ciego Difracción de rayos X Extensión sucesiva de ranura Método del contorno
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Técnicas de medición.
Agujero Ciego Se realiza un agujero para relevar deformaciones las cuales se miden por strain gages
Rosetas comunes
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Difracción de rayos X Cambios en el espaciamiento interplanar d puede usarse con la ley de Bragg para detectar deformaciones elásticas ε conociendo la longitud de onda λ del haz incidente y el cambio en el ángulo de dispersión ∆θ λ = 2d sin θ
ε =
∆d
d
= − cot θ ∆θ
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Extensión sucesiva de ranura The Slitting Method (Crack Compliance)
•A slot is machined incrementally into a part containing residual stress •The slot releases the residual stress normal to the face of the slot, and the part deforms •Surface strain gauges measures the resulting strains as a function of slot depth •The strains are then used to solve for stress as a function of depth K Irs (a )
E ' =
d ε M
Z (a ) da
a
K Irs (a )
= ∫ h( x, a)σ rs ( x)dx 0
WM
HAZ
BM
Método de contorno a. Experimentally cut the part in
two. The part will deform from the release of the stresses b. Then experimentally measure
the contour, or shape, of the newly created surface c. Now analytically force the cut
surface back flat. This gives the original residual stresses normal to the cut plane! 15
Método de contorno a) Corte Use wire EDM (Electric Discharge Machining)
b) Medición A CMM positions a touch trigger probe using a precision 2-axis (x,y) control system.
Método de contorno c) Análisis Build finite element model of cut part No need to model actual deformed shape - displacements are small
Take opposite of measured contour Because we need to force deformed shape back to flat
Apply to finite element model Apply to edge of model as displacement boundary conditions Apply in normal direction only, leave other directions unconstrained
Extract results Post-process finite element results to get stress along edge where boundary conditions were applied
Aplicación en uniones soldadas Superficie deformada (no suavizada) TIG
Superficie deformada (no suavizada) FSW
Superficie suavizada TIG
Superficie suavizada FSW
MODELO DE ELEMENTO FINITO
Mallado de la superficie
Desplazamientos
•Estructural. •SOLID 45.
ESFUERZOS RESIDUALES
Esfuerzos residuales en uniones soldadas de Aluminio
(m) (m)
Soldadura en acero inoxidable
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Conclusiones
El método del contorno para la medición de esfuerzos residuales ofrece la ventaja de conocer la distribución de esfuerzos en la sección transversal del componente Su implementación es relativamente simple Es útil particularmente en el análisis de uniones soldadas