Numerical simulation of the welding process and fracture modelling of welded pipes

• L. Castro ^[2] ; Y. Navidtherani ^[2] ; C. Betegón ^[2] ; E.Martínez-Pañeda ^[1]
  1. [1] Imperial College London

     Imperial College London

     Reino Unido

     
  2. [2] SIMUMECAMAT Research Group. Universidad de Oviedo, Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial College London, London
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 5, 2023, págs. 133-138
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    La aplicación de los métodos numéricos en ingeniería permite la realización de lo que podemos considerar ensayos virtuales. En este proyecto, se pretende desarrollar la metodología para predecir la fractura en uniones soldadas de elementos metálicos por medio de un modelo digital que sea espejo del proceso de rotura real. El objetivo principal es desarrollar un programa integrado capaz de predecir las condiciones de fractura de un elemento estructural en el que se haya llevado a cabo un proceso de soldadura en función de las condiciones de dicho proceso y de las propiedades mecánicas y térmicas del material. La modelización consistió en la aplicación del método de los elementos finitos, considerando acoplamiento térmico-mecánico, obteniendo como salidas de este proceso el ciclo térmico en cada punto del elemento estructural y las tensiones residuales que aparecen debido a la no homogeneidad del calentamiento inducido por el electrodo. Posteriormente, se realizó la modelización numérica del proceso de fractura de la unión soldada considerando que el elemento estructural analizado se encuentra en un entorno con altas concentraciones de hidrógeno, lo cual constituye un medio agresivo que modifica el comportamiento a fractura del material.

  • English

    The application of numerical methods in engineering allows us to carry out what we can consider virtual tests. In this project, the aim is to develop the methodology for predicting fracture in welded joints of metallic elements by means of a digital model that mirrors the real fracture process. The main objective is to develop an integrated programme capable of predicting the fracture conditions of a structural element in which a welding process has been carried out as a function of the conditions of this process and the mechanical and thermal properties of the material. The modelling consisted of applying the finite element method, considering thermal-mechanical coupling, obtaining as outputs of this process the thermal cycle at each point of the structural element and the residual stresses that appear due to the non-homogeneity of the heating induced by the electrode. Subsequently, numerical modelling of the fracture process of the welded joint was developed considering that the structural element analysed is located in an environment with high concentrations of hydrogen, which constitutes an aggressive medium that modifies the fracture behaviour of the material.