Title

AVALIAÇÃO NUMÉRICO-EXPERIMENTAL DE CURVAS DE CRESCIMENTO DE TRINCAS (CURVAS R) EM AÇO AISI 1020 UTILIZANDO ESPÉCIMES SE(T) SOLICITADOS POR PINOS E GARRAS

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL EVALUATION OF CRACK GROWING CURVES (R-CURVES) OF AISI 1020 STEEL USING PIN-LOADED AND CLAMPED SE(T) SPECIMENS

Authorship

Moreira, Felipe Cavalheiro; Oliveira, Gabriel Prado de; Donato, Gustavo Henrique B.; Magnabosco, Rodrigo

Moreira, Felipe Cavalheiro

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Oliveira, Gabriel Prado de

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Donato, Gustavo Henrique B.

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Magnabosco, Rodrigo

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DOI

10.5151/2594-5327-16359

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Abstract

Espécimes SE(T) têm sido alvo de grande interesse para a determinação de resistência à fratura de aços estruturais aplicáveis a dutos e componentes pressurizados, como resultado da similaridade entre os campos de tensões à frente de defeitos, o que não ocorre em espécimes convencionais C(T) e SE(B). Este trabalho aplica o método da flexibilidade no descarregamento em conjunto com a elaboração de modelos de elementos finitos para a determinação experimental de curvas R utilizando espécimes SE(T) solicitados por garras e pinos de mesma profundidade relativa de trinca. Um aço AISI 1020 é utilizado como estudo de caso para exemplificar a aplicação da metodologia e para viabilizar as observações experimentais desejadas. Os resultados obtidos permitem a avaliação crítica da metodologia, das curvas de carga vs. deslocamento e das curvas de crescimento de trinca, além de evidenciarem as dificuldades experimentais encontradas para os dois tipos de espécimes ensaiados.

SE(T) specimens are of great interest for the determination of fracture toughness and crack growth resistance of structural steels applied to pipelines and pressurized components, as a result of the similarity between stress fields in the near-tip region, which is not found in conventional C(T) and SE(B) specimens. This work applies the unloading compliance method supported by finite element models for the experimental evaluation of R-curves, using pin-loaded and clamped SE(T) specimens with equivalent crack depths. AISI 1020 steel samples were tested as an example for the experimental methodology. The obtained results allow critical evaluation of load vs. displacement and R-curves, and moreover allow the discussion of the experimental difficulties found in testing both specimen geometries.

Keywords

Integridade estrutural; Fratura dúctil; Espécimes SE(T); Curvas R; Método da flexibilidade no descarregamento.

Structural integrity; Ductile fracture; SE(T) specimens; R-Curves; Unloading compliance method.