Prediction of fatigue life for a transverse fillet welded joint and analysis of the influence of crack eccentricity on the failure

• Nelson Arzola de la Peña ^[1] ; Oscar Javier Araque de los Ríos ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad de Ibagué

     Universidad de Ibagué

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 80, Nº. 182, 2013, págs. 95-104
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Predicción de la vida a fatiga de una unión soldada de filete transversal y analisis de la influencia de la excentricidad de la grieta en la falla
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• Resumen
  • español

    En este artículo se presenta un procedimiento basado en el Método de los Elementos Finitos y en la Mecánica de la Fractura Elástica Lineal para obtener un modelo matemático de propagación de grietas en uniones soldadas de filete transversal. Se empleó como material para las placas acero estructural ASTM-A36 y como material de aporte fueron utilizados electrodos E6013, usando un procedimiento de soldadura SMAW. Las grietas modeladas fueron de tipo superficial ubicadas en el pie de la soldadura. Se encontraron razones de propagación que difieren hasta en un 41% entre grietas centradas y con excentricidad de un 90%. Se emplearon cordones con perfil recto y convexo encontrándose una diferencia pequeña en la vida de fatiga entre ambos tipos. Los resultados de los modelos obtenidos fueron contrastados con el método convencional de cálculo y validados por medio de ensayos experimentales. Los valores de vida de fatiga se encontraron dentro del intervalo de confianza para p=95%.

  • English

    In this paper a procedure based on the Finite Element Method and Linear Elastic Fracture Mechanics to obtain a mathematical model of crack propagation in transverse fillet welded joints is presented. We used ASTM-A36 steel plates and E6013 electrodes for the joints, using shielded metal arc welding (SMAW) as the welding process. The model uses a surface crack located in the weld toe. Differences of up to 41% in crack growth rates were found between cracks located 90% out of the bead mid plane with respect to the central crack. The straight and convex bead profiles were employed and according to the results there were no significant differences in fatigue life for both kinds of bead profiles. The results of the models were compared with conventional weld calculations and validated with experimental tests. The theoretical fatigue life values were within the statistical confidence interval for p=95%