Evaluación del impacto del precalentamiento sobre las tensiones residuales de soldadura en acero AH-36 mediante análisis de elementos finitos

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.36561/ING.26.14

Palabras clave:

Mitigación, AH-36, Ábaco, Tensiones residuales, Análisis de elementos finitos

Resumen

La industria de la construcción naval es una industria valiosa y rentable que desempeña un papel vital en el desarrollo económico del país. Los barcos tienen un impacto crucial en el comercio del país debido al apoyo necesario para el transporte marítimo. Además, los barcos pueden utilizarse para proteger la zona costera. Acero utilizado principalmente para la construcción de barcos debido a su buena resistencia y durabilidad. Este estudio hace hincapié en el análisis de tensiones residuales del acero de construcción naval AH-36. El software Abaqus se utiliza para el análisis de elementos finitos para evaluar tensiones residuales. La mitigación de estas tensiones residuales es muy esencial; por lo tanto, en este estudio se analiza la técnica de precalentamiento. El precalentamiento se realizó a tres temperaturas, es decir, 100 ºC, 150 ºC y 200 ºC. Los resultados indican que las tensiones de Von Mises disminuyeron efectivamente debido al precalentamiento. Se observaron reducciones del 12,6%, 21% y 45,6% a temperaturas de precalentamiento de 100ºC, 150ºC y 200ºC respectivamente. Una evaluación adicional de las tensiones reveló que, debido al precalentamiento de la placa base, las tensiones longitudinales se redujeron al 21,3%, 44% y 52,4% al aumentar la temperatura de precalentamiento de 100ºC, 150ºC y 200ºC, respectivamente. La mitigación del gradiente térmico entre la zona de soldadura y la placa base dio como resultado una reducción de las tensiones generales de la placa base.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Al-Samhan, A., & Darwish, S. M. H. (2003). Finite element modelling of weld-bonded joints. Journal of materials processing technology, 142(3), 587-598.

Anca, A., Cardona, A., & Fachinotti, V. (2008). Finite element modeling of welded joints. Mecánica Computacional, (19), 1445-1470.

Colegrove, P., Ikeagu, C., Thistlethwaite, A., Williams, S., Nagy, T., Suder, & Pirling, T. (2009). Welding process impact on residual stress and distortion. Science and technology of welding and joining, 14(8), 717-725.

Cozzolino, L. D., Coules, H. E., Colegrove, P. A., & Wen, S. (2017). Investigation of post-weld rolling methods to reduce residual stress and distortion. Journal of Materials Processing Technology, 247, 243-256.

Dragi, S. & V. Ivana (2009). “Finite element analysis of residual stress in butt welding two similar plates.” J. Scientific Technical Review. 1(1), 57–60.

Garipova, N., Batigün, C., & Gür, C. H. (2014). Numerical and Experimental Determination of the Residual Stress State in Multipass Welded API 5L X70 Plates. Materials Testing, 56(10), 831-836.

Gannon, L., Liu, Y., Pegg, N., & Smith, M. (2010). Effect of welding sequence on residual stress and distortion in flat-bar stiffened plates. Marine Structures, 23(3), 385-404.

Han, S. H., Cui, C., Zheng, Q. S., Zhang, Q. H., & Bu, Y. Z. (2023). Effect of ultrasonic impact treatment on welding residual stress and fatigue resistance of doubly-welded rib-to-deck joints in OSD. Journal of Constructional Steel Research, 211, 108157.

Jiang, W., & Yahiaoui, K. (2012). Effect of welding sequence on residual stress distribution in a multipass welded piping branch junction. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 95, 39-47.

Kollár, D., Völgyi, I., & Joó, A. L. (2023). Assessment of residual stresses in welded T-joints using contour method. Thin-Walled Structures, 190, 110966.

Kurtz. G. W. "Finite Element Analysis of Welded Structures," Welding Research Supplement, 1978.

Kassab, R. K., Champliaud, H., Van Lê, N., Lanteigne, J., & Thomas, M. (2012). Experimental and finite element analysis of a T-joint welding. Journal of Mechanics engineering and automation, 2(7), 411-421.

Marin, T., & Nicoletto, G. (2009). Fatigue design of welded joints using the finite element method and the 2007 ASME Div. 2 Master curve. Frattura ed Integrità Strutturale, 3(9), 76-84.

Malikoutsakis, M., & Savaidis, G. (2009). An approach to the effective notch stress concept to complex geometry welds focusing on the Fe modeling of weld ends. Aristotle University of Thessaloniki, Greece.

Murugan, S., Kumar, P. V., & Raj, B. (1998). Temperature distribution during multipass welding of plates. International journal of pressure vessels and piping, 75(12), 891-905.

Perić, M., Garašić, I., Nižetić, S., & Dedić-Jandrek, H. (2018). Numerical analysis of longitudinal residual stresses and deflections in a T-joint welded structure using a local preheating technique. Energies, 11(12), 3487.

Raftar, H. R., Ahola, A., Lipiäinen, K., & Björk, T. (2023). Simulation and experiment on residual stress and deflection of cruciform welded joints. Journal of Constructional Steel Research, 208, 108023.

Reed, R. C., & Bhadeshia, H. K. D. H. (1994). A simple model for multipass steel welds. Acta metallurgica et materialia, 42(11), 3663-3678.

Ramos, H. M. E., Tavares, S. M. O., & de Castro, P. M. S. T. (2018). Numerical modelling of welded T-joint configurations using SYSWELD. Science and Technology of Materials, 30, 6-15.

Schenk, T., Richardson, I. M., Kraska, M., & Ohnimus, S. (2009). A study on the influence of clamping on welding distortion. Computational Materials Science, 45(4), 999-1005.

Shazad, A., Jadoon, J., Uzair, M., & Muzammil, M. (2023). Material Modelling and Failure Study of Different Fiber Reinforced Composites for Pressure Vessel. Memoria Investigaciones en Ingeniería, (24), 92-104.

Shazad, A., Jadoon, J., Uzair, M., Akhtar, M., Shakoor, A., Muzamil, M., & Sattar, M. (2022). Effect of composition and microstructure on the rusting of MS rebars and ultimately their impact on mechanical behavior. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 46(4), 685-696.

Stamenković, D., & Vasović, I. (2009). Finite element analysis of residual stress in butt welding two similar plates. Scientific technical review, 59(1), 57-60.

Tabatabaeian, A., Ghasemi, A. R., Shokrieh, M. M., Marzbanrad, B., Baraheni, M., & Fotouhi, M. (2022). Residual stress in engineering materials: a review. Advanced engineering materials, 24(3), 2100786.

Yang, X., Meng, T., Su, Y., Qi, Z., Wu, D., Vairis, A., & Li, W. (2023). Study on relieving residual stress of friction stir welded joint of 2219 aluminium alloy using cold spraying. Materials Characterization, 206, 113417.

Yan, R., Yu, Z., Wang, S., & Liu, J. (2023). Influence of welding residual stress on bending resistance of hollow spherical joints. Journal of Constructional Steel Research, 208, 108004.

Descargas

Publicado

2024-07-03

Cómo citar

[1]
A. Shazad, M. Astif, M. Uzair, y A. A. Zaidi, «Evaluación del impacto del precalentamiento sobre las tensiones residuales de soldadura en acero AH-36 mediante análisis de elementos finitos», Memoria investig. ing. (Facultad Ing., Univ. Montev.), n.º 26, pp. 225–243, jul. 2024.

Número

Sección

Artículos