Title

EFEITO DE DELAMINAÇÕES SOBRE CURVAS J-R DO AÇO API 5L X80 PRODUZIDO POR LAMINAÇÃO CONTROLADA – Parte II : SIMULAÇÃO NUMÉRICA

EFFECT OF DELAMINATION ON J-R CURVES OF API 5L X80 STEEL CONTROLLED ROLLED PIPELINE STEEL –PART II : NUMERICAL SIMULATION

Authorship

Cravero, Sebastian; Silva, Maurício de Carvalho; Ruggieri, Claudio

Cravero, Sebastian

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Silva, Maurício de Carvalho

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Ruggieri, Claudio

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DOI

10.5151/2594-5327-0211

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Abstract

O objetivo deste trabalho é estudar o fenômeno das delaminações e sua influência sobre a tenacidade à fratura de um aço API 5L X80 produzido no Brasil por laminação controlada com baixa temperatura de acabamento. Foi constatada a ocorrência de delaminações durante o ensaio experimental de tenacidade à fratura para obtenção de curvas J-R do o aço API 5L X80. Tais ensaios foram conduzidos utilizando-se corpos-de-prova compactos C(T), com espessura B=15mm, largura W=30mm e relação entre o tamanho de trinca e largura, a/W=0,6. A ocorrência de delaminações durante o ensaio experimental produz uma significativa mudança nos campos de tensões e deformações gerados na zona de processo de fratura (ZPF). Desta forma foram construídos modelos de elementos finitos 3D para avaliar os efeitos das delaminações nestes campos. As delaminações formam-se na frente de trinca principal em propagação e podem alterar os resultados de curvas J-R, por exemplo, incrementando a tenacidade à fratura do corpo-de-prova em função da diminuição da restrição plástica (constraint) na ponta da trinca. As análises de elementos finitos revelaram que a uma delaminação provoca uma diminuição da espessura efetiva do espécime produzindo uma perda de restrição plástica na frente da trinca com a conseqüente alteração da curva J-R aparente.

The objective of this work is to study the phenomenon of separations and its influence on fracture toughness of an API 5L X80 steel. The occurrence of separation was verified during the J-R curve testing for the X80 steel. The tests were conducted using compact test specimens C(T), with thickness B=15mm, width W=30mm and notch depth to specimen width ratio a/W=0.6. The phenomenon of separation causes significative changes on the stress and strain fields in the fracture process zone (FPZ). Therefore, 3D finite elements models were constructed to evaluate the separations effects. The separations occur during the crack propagation and change the measured J-R curves. As an example, the separation increases the fracture toughness as result of the loss of constraint. The finite elements analyses actually verified a decrease in the effective specimen thickness, which produced a loss of constraint (triaxiality) thereby altering the J-R curves.

Keywords

Restrição plástica; Curvas J-R; Delaminações; Elementos finitos.

Plastic constraint; J-R curves; Delamination; Finite elements.