Title

THE PLASTIC ETA FACTOR IN EXPERIMENTAL MEASUREMENTS OF FRACTURE TOUGHNESS FOR TENSILE SE(T) SPECIMENS

O FATOR PLÁSTICO ETA EM MEDIÇÕES EXPERIMENTAIS DE TENACIDADE UTILIZANDO ESPÉCIMES DE TRAÇÃO SE(T)

Authorship

Carvalho, Henrique S. S.; Ruggieri, Claudio

Carvalho, Henrique S. S.

I am this author

Ruggieri, Claudio

I am this author

DOI

10.5151/2594-5327-16402

Downloads

Abstract

This work investigates application of the η-factor (which bears direct connection with laboratory toughness measurements) on accurate and robust estimates of J for pin loaded and clamped single edge notch tension (SE(T)) specimens using load- displacement records. Very detailed non-linear finite element analyses for plane- strain models provide the evolution of load with increased load-line displacement and crack mouth opening displacement to define the applied load as a separable function dependent upon crack geometry and material deformation. The procedure enables determining the corresponding separation parameters for each specimen geometry thereby allowing evaluation of factor η derived from a load separation analysis. The study reveals that η-factors based on load-line displacement (LLD) are very sensitive to plasticity changes at locations remote from the crack-tip region. In contrast, η- factors based on crack mouth opening displacement (CMOD) appear less affected by remote crack-tip plasticity. Overall, the present results provide a strong support to use η-based procedures in toughness measurements for clamped SE(T) fracture specimens.

Este trabalho apresenta uma investigação sobre a aplicabilidade de fatores plásticos η (os quais possuem relação direta com medições experimentais de tenacidade) em estimativas robustas e acuradas da Integral J utilizando espécimes SE(T) fixados por pinos e garras. Análise não lineares por meio do método de elementos finitos fornecem a variação de carga versus deslocamento definindo a área plástica e os parâmetros de separação de carga. Os estudos revelam que os fatores η baseados em LLD são mais sensíveis a efeitos de plasticidade remota do que os fatores η correspondentes baseados em CMOD. Os resultados apresentados fornecem um forte suporte à utilização de procedimentos para medição de tenacidade baseados em fatores η utilizando espécimes SE(T) fixados por garras.

Keywords

Structural integrity; Welded joints; Pipeline steel weldments; Fracture toughness; J-Integral.

Integridade estrutural; Juntas soldadas; Soldas em aços para tubulações; Tenacidade à fratura; Integral J.