Modelo numérico de soldadura en una placa

Los videos muestran el comportamiento térmico y desplazamientos estructurales en una placa mientras se aplica un pase de soldadura de recargue (overlay), el comportamiento es coherente con lo observado en la realidad.

Speckle interferometry, interferometría de manchas

Las superficies rugosas cuando se iluminan con luz coherente presentan manchas o speckles que gracias a los físicos podemos usar los ingenieros para determinar los campos de desplazamientos en una estructura y poder inferir estados de esfuerzos y deformaciones, y otra información relacionada con la integridad estructural de un componente mecánico.

La técnica consiste en comparar las intensidades en los patrones de interferencia de dos fuentes luminosas con un desfase, de acuerdo a las direcciones de iluminación y observación se establece la sensibilidad del interferómetro. Un interferómetro es un conjunto de elementos ópticos dispuestos de manera adecuada para generar la interferencia de la luz.

De acuerdo con la disposición de los elementos el interferometro puede ser sensible a cualquiera de las tres direcciones x, y, z; o inclusive a la pendiente (shearoragro). Las imágenes presentan simulaciones que he realizado de como se verían los mapas de fases y también resultados de medición real de interferometria de speckles en elementos cargados.

El instrumento resulta sumamente sensible a pequeños desplazamientos y puede ser utilizado como equipo óptico de examinación no destructiva.

Contenido de ferrita en soldadura de aceros inoxidables duplex

Hace poco me han preguntado que pasa con el contenido de ferrita FN en la soldadura inoxidable cuando el heat input es bajo.

http://www.scielo.br/img/revistas/mr/v18n3//1516-1439-mr-18-3-489-gf17.jpg

Para responder esta pregunta me voy a soportar en el diagrama de fases pseudo binario de estas aleaciones.

Fotoelasticidad - photoelasticity

Aprendiendo nuevas técnicas no destructivas, me gustaría compartir un poco acerca de la fotoelasticidad, que además de permitir la ubicación y dimensionamiento de defectos presentes en estructuras pueden brindar información de campo completo de esfuerzos y deformaciones que resultan sumamente útiles al momento de realizar una evaluación o assessment de la integridad estructural.

Disco a compresión con filtro de luz pasa verde.

Disco a compresion

Impacto transmitido sobre un espécimen CT realidad y simulación

Los impactos se realizaron con el dispositivo mostrado en el video en una máquina de caida libre de peso DWIT, los especimenes se extrajeron de un cupon de soldadura. Drop Weight Impact Test on C(T) specimen taken from a welded joint.

CTS Compact Tension Specimen

Iniciando mi investigación en tenacidad de fractura en uniones soldadas, he comenzado con la fabricación de especimenes compactos con una grieta, los cuales inicialmente serán sometidos a tensión cuasiestática, se han tomado muestras del metal soldado y la zona afectada por el calor HAZ.

 En las placas mecanizadas es posible ver la silueta del cordon de soldadura.

 Los cupones se fabricaron con SMAW E6013 soldando en posición plana, sobre acero estructural A36

Se ha modelado el comportamiento de la probeta mediante FEM en Ansys

Impacto transmitido en tensión, modelo dinámico

Este modelo muestra un ejemplo de drop weight test o caida libre de un peso el cual a través de un mecanismo de correderas es transmitido como una tensión impulsiva sobre un espécimen. Les dejo unos videos logrados en Abaqus.

Propagación de onda elástica de esfuerzo

En situaciones en las que la velocidad de aplicación de las cargas es muy alta o lo es la tasa de deformación, es necesario tener en cuenta los efectos dinámicos para el cálculo y evaluación de esfuerzos y deformaciones.

Quiero compartir una simulacion de una onda de esfuerzo que se propaga a lo largo de una barra conseguida mediante simulación dinámica explícita en Simulia Abaqus. Como se aprecia la onda se propaga a la velocidad del sonido del material reflejandose e interfiriendo entre las ondas normales y transversales o cortantes.

Esta animación presenta el esfuerzo equivalente de Von Mises

GE Krautkramer USM 35X

He podido en Uniandes como miembro del grupo de integridad estructural GIE, practicar algunos conceptos de detección ultrasónica de defectos en materiales metálicos, plásticos y otros; pero mucho más interesante para mí en uniones soldadas. Dentro la multitud de defectos que se pueden encontrar en una soldadura resultan demasiado interesantes los defectos que suelen agruparse como grietas o similares a grietas por su tremendo impacto en la integridad estructural de componentes soldados o incluso estructuras completas.

Prueba del Lincoln 225 precision TIG

Esta semana estuve probando este equipo, el manejo de la corriente es bastante suave y permite mantener un arco de soldadura bastante estable.

Offshore pipeline riser calculation

Universidad de los Andes

Introducción a la ingeniería offshore – Subsea Infrastructure

Sergio Antonio Muñoz Pinzón

November, 2015

1.    The drillship Transocean Deepwater Discovery has a drilling riser with the following properties:

Length: 2000 m

External diameter: 21,25”

Wall width: 0,812”

Young’s modulus: 2,07e+11 Pa

Axial force: 9e+6 N

Assuming the whole riser is immersed in fresh water in a water depth of 2000. A constant current (same direction and velocity) of 2 knots is loading the whole riser. It is necessary to take in account the axial force. However, the effects of    gravity, internal and external hydrostatic pressure can be neglected.

Plot the graphs of (i) deflection, (ii) angle of rotation, (iii) shear force and (iv) bending moment along the whole drilling riser for the following cases:

a.       Riser with both ends fixed

b.      Riser with both ends equipped with ball joints

For both cases a. and b. the riser can be assumed to be a tensioned beam,

Cable "welding" for cathodic protection systems in pipelines and electrical connections in structures.

Recently I was talking with a welding engineer about a new method used for joining the cable from the rectifier to pipeline, this method has been proved to be satisfactory in Australian pipelines and is called Pin Brazing.

Traditionally those joints have been made through TW or thermite welding i.e. Cadweld and others, the main advantage of pin brazing is that this can be welded in overhead and others positions than flat

ANSYS Mechanical APDL Code for Delamination in Mixed Mode

Código de ansys APDL para delaminaciones en compuestos en modo mixto

Fatiga en cerámicos y polímeros

Fatiga en cerámicos

Las curvas S-N para cerámicos se encuentran disponibles pero son muy raras. La histéresis de esfuerzos no se presenta debido a la falta de plasticidad. El término fatiga cíclica en cerámicos básicamente se refiere a la propagación de la grieta de fatiga, da/dn. El método de ensayo para la propagación de grietas de fatiga en cerámicos es muy similar al utilizado en metales, excepto que la generación de la pregrieta es muy difícil.

Delaminación en un compuesto, crecimiento de grieta, adhesivos

En esta entrada presento los resultados de la simulación del proceso de delaminación en ANSYS de una probeta sometida a flexión en modo mixto (ASTM D6671) de un material compuesto con una razón GII/GT de 0.25.

Ensayos de modulo de ruptura en vidrio y estado de esfuerzos

Dentro de mi estudio de la mecánica de la fractura ha llegado el turno de los materiales cerámicos, el módulo de ruptura de estos materiales MOR, resulta bastante disperso cuando es medido en el laboratorio. Es necesario entonces utilizar la estadística y aparece la distribución de Weibull como una muy buena aproximación para ajustar resultados de materiales y situaciones en las que la falla se da por el eslabón más débil.

Soldaduras ejecutadas sin sistema de aseguramiento de la calidad en estructruras metálicas soldadas

El aseguramiento de la calidad o garantía de la calidad es de suma importancia en un proceso de manufactura y mucho más en uno especial como lo es la soldadura.

Es importante que todo el personal involucrado en el soldeo esté comprometido con la calidad de las soldaduras, y que también se documenten las especificaciones de procedimientos de soldadura, los registros de calificacion de procedimientos y las calificaciones de desempeño de los soldadores. Ya en una entrada anterior había descrito los documentos que se utilizan en ingeniería de soldadura.

Olympus D38L Thickness measurement, medición de espesores

He probado el equipo ultrasónico para medición de espesores de Oympus, es un equipo ligero con capacidad de A-scan y B-scan y posibilidad de añadir una memoria SD externa.

Lecturas acerca de Fatiga e Integridad Estructural en Uniones Soldadas

Estos son algunos textos publicados acerca del tema de la fatiga y la mecánica de la fractura en uniones soldadas

Experimental investigation and numerical simulation on fatigue crack behavior of bridge steel WNQ570 base metal and butt weld

Liang Zong, Gang Shi, Yuanqing Wang

En este paper se hace una evaluación de un acero estructural específicamente diseñado para puentes en cuanto a su comportamiento a fatiga en metal base y metal de soldadura, pienso que les faltó a los autores evaluar el desempeño de la HAZ ya que otros autores indican que esa zona puede resultar crítica, no dan mayores detalles del procedimiento de soldadura excepto la preparación, de otros papers se concluye que es importante y diferente el comportamiento de una soldadura si se realizó en múltiples o un solo pase.

Optimisation of SENT test specimen design - Philippa Moore

Comenzando con las lecturas hoy he leído este paper http://www.twi-global.com/technical-knowledge/published-papers/optimisation-of-sent-test-specimen-design/ acerca del diseño de una probeta tipo SENT para determinar la tenacidad de fractura en una unión soldada, esta probeta Single Edge Notch Tension, como su nombre lo indica se ensaya a tensión y posee una pregrieta de dimensión conocida.