Estimación del tiempo de fatiga para diferentes configuraciones geométricas de juntas cruciformes portadoras de carga utilizando ABAQUS y Fe-Safe
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Universidad de Montevideo
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This research paper focuses on the fatigue analysis of load-carrying cruciform joints made up of thick plates, which are crucial components in ship structures. The study investigates the fatigue life of fillet welded cruciform joints using both 2D and 3D geometries. Various loading conditions and boundary conditions are considered, and an elastic-plastic finite element analysis is conducted using ABAQUS 2021. The number of cycles to failure is estimated using Fe-Safe and the strain-based Brown Miller Morrow model. The results, presented through contour plots, Log Life repeats, and Load Range vs. Number of Cycles graphs, reveal the fatigue behavior and failure locations. Additionally, the methodology is validated against experimental data from literature, demonstrating its applicability. The findings provide insights into the fatigue characteristics of load-carrying cruciform joints in thick plates, contributing to enhanced design and reliability in the shipbuilding industry.
Este trabajo de investigación se centra en el análisis de fatiga de uniones cruciformes portadoras de carga formadas por placas gruesas, que son componentes cruciales en las estructuras de los barcos. El estudio investiga la vida a fatiga de uniones cruciformes soldadas en ángulo utilizando geometrías 2D y 3D. Se consideran varias condiciones de carga y condiciones de contorno, y se realiza un análisis de elementos finitos elástico-plástico utilizando ABAQUS 2021. El número de ciclos hasta la falla se estima utilizando Fe-Safe y el modelo Brown Miller Morrow basado en deformaciones. Los resultados, presentados a través de gráficos de contorno, repeticiones de registro de vida y gráficos de rango de carga versus número de ciclos, revelan el comportamiento de fatiga y las ubicaciones de falla. Además, la metodología está validada con datos experimentales de la literatura, lo que demuestra su aplicabilidad. Los hallazgos proporcionan información sobre las características de fatiga de las uniones cruciformes que soportan carga en placas gruesas, lo que contribuye a mejorar el diseño y la confiabilidad en la industria de la construcción naval.
Este trabalho de pesquisa concentra-se na análise de fadiga de juntas cruciformes de suporte de carga compostas por placas espessas, que são componentes cruciais em estruturas de navios. O estudo investiga a vida à fadiga de juntas cruciformes soldadas em ângulo usando geometrias 2D e 3D. Várias condições de carregamento e condições de contorno são consideradas, e uma análise de elementos finitos elástico-plásticos é conduzida usando ABAQUS 2021. O número de ciclos até a falha é estimado usando Fe-Safe e o modelo Brown Miller Morrow baseado em deformação. Os resultados, apresentados através de gráficos de contorno, repetições de log de vida útil e gráficos de faixa de carga versus número de ciclos, revelam o comportamento da fadiga e os locais de falha. Adicionalmente, a metodologia é validada frente a dados experimentais da literatura, demonstrando sua aplicabilidade. As descobertas fornecem informações sobre as características de fadiga das juntas cruciformes de suporte de carga em chapas grossas, contribuindo para melhorar o design e a confiabilidade na indústria de construção naval.