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Título : Estudio del efecto del diámetro de poros en la resistencia de juntas soldadas con proceso SMAW en tubería de acero ASTM A-36 mediante simulación por elementos finitos
Autor : Almeida Panamito, Adolfo Antonio
Armijos Vinueza, Luis Andrés
Director(es): Serrano Aguiar, Carlos Oswaldo
Tribunal (Tesis): Aquino Arroba, Sócrates Miguel
Palabras claves : TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍA;SOLDADURA;RESISTENCIA MECÁNICA;REGRESIÓN LINEAL;TUBERÍA DE ACERO;SOLIDWORKS (SOFTWARE)
Fecha de publicación : 7-jul-2022
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Almeida Panamito, Adolfo Antonio; Armijos Vinueza, Luis Andrés. (2022). Estudio del efecto del diámetro de poros en la resistencia de juntas soldadas con proceso SMAW en tubería de acero ASTM A-36 mediante simulación por elementos finitos. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFM;15T00815
Abstract : The current project arose from the need to determine the effect of the size of an individual pore on the resistance of joints welded with the SMAW process in ASTM A-36 steel pipes under tensile loads. The methodology was based on finding the tensile force maximum so that the chord with the individual porosity does not exceed the elastic limit. Due to the complexity of solving the problem analytically, simulations were carried out in the ANSYS software with geometric modeling in the SOLIDWORKS program. The dimensions used were taken from pipe distribution catalogs for oil pipeline transportation, considering the outer diameter and thickness. Another variable that was taken into account was the diameter of the pore which adopted values of 2, 2.5, 3, 3.5, 4, and 6 mm, respectively. The analysis was carried out in the center of the thickness of the welding bead; the elastic limit of the structural steel under study is 250 MPa. A value that was used to calculate the stress concentration in the pore. The data obtained were analyzed using statistical software with linear regression techniques; therefore, a mathematical expression was found based on three variables: the outside diameter of the pipe and thickness, and finally, the size of the pore (diameter). All of them directly influenced the maximum permitted force to be applied to the welded joint, a value related to its resistance. The analysis showed that the most significant reduction in resistance occurred in pipes with pore diameters greater than 4 mm, with a greater risk of material failure. As a recommendation, the behavior of the mechanical resistance of the joint should be evaluated in other types of discontinuities to observe variations in the maximum force available with different kinds of shapes.
Resumen : El presente proyecto surgió de la necesidad de determinar el efecto del tamaño de un poro individual en la resistencia de juntas soldadas con proceso SMAW en tuberías de acero ASTM A-36 bajo cargas de tracción, la metodología aplicada se basó en hallar la fuerza a tracción máxima para que el cordón con la porosidad individual no sobrepase el límite elástico. Debido a la complejidad de resolver el problema analíticamente, se realizaron simulaciones en el software ANSYS con modelación geométrica en el programa SOLIDWORKS. Las dimensiones utilizadas fueron tomadas de catálogos de distribución de tuberías para transportación de oleoductos, se consideraron el diámetro exterior y el espesor que presenta. Otra variable que se tomó en cuenta fue el diámetro del poro que adoptó valores de 2, 2.5, 3, 3.5, 4 y 6 mm respectivamente, el análisis se efectuó en el centro del espesor del cordón de soldadura; el límite elástico del acero estructural de análisis es de 250 MPa, valor que sirvió para calcular la concentración de esfuerzos en el poro. Los datos obtenidos se analizaron mediante software estadístico con técnicas de regresión lineal, por lo tanto, se encontró una expresión matemática en base a tres variables: diámetro exterior de tubería, espesor y finalmente el tamaño del poro (diámetro), todas ellas directamente influyentes a la fuerza permitida máxima a aplicar en la junta soldada, valor relacionado a la resistencia de ésta. El análisis dio como resultado que la mayor reducción de resistencia ocurrió en tuberías con diámetros de poros mayor a 4 mm, existiendo un mayor riesgo de falla en el material. Como recomendación, se debe evaluar el comportamiento de la resistencia mecánica de la junta en otro tipo de discontinuidades, para observar variaciones en la fuerza máxima disponible con otro tipo de formas.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/17209
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