Estudio de la correlación entre la respuesta magnética y la deformación unitaria axial a fatiga de la unión Butt Weld del acero ASTM A36
Fecha
2017Autor(es)
Tole Lozano, Juan DavidDirector(es)
Nuñez Moreno, Federico AlejandroPublicador
Pontificia Universidad Javeriana
Facultad
Facultad de Ingeniería
Programa
Maestría en Ingeniería Civil
Título obtenido
Magíster en Ingeniería Civil
Tipo
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
COAR
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Citación
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Resumen
Una serie de 9 probetas soldadas a tope se probaron dinámicamente siguiendo una carga sinusoidal que alcanzó 0.50Fy, 0.60Fy y 0.70Fy para un acero con bajo contenido de carbono A36. La carga se aplicó a 5Hz con una precarga para mantener la prueba de tensión completa en todo momento, para evitar la compresión. Dos variables principales fueron de interés para la presente investigación: la tensión aplicada y el campo magnético superficial. Dichas variables se rastrearon mediante medidores de deformación y magnetómetros, respectivamente, ubicados en dos puntos: en el metal base y en la proximidad de la zona afectada por el calor (HAZ). Los resultados presentan una correlación semielíptica entre la tensión y el campo magnético superficial similar a la clásica correlación mecánica entre la tensión y la tensión, presentando algún tipo de histéresis magnética. Dicha correlación semielíptica no es estable en el tiempo, y muestra una progresión presumible de la acumulación de daño. Este cambio particular en el tiempo también indica que el daño que se acumula a medida que continúa la prueba se puede rastrear de manera oportuna al rastrear la respuesta magnética en las áreas de metales base y HAZ. Este análisis no destructivo de los campos magnéticos superficiales sugiere que los campos magnéticos, aunque pequeños en magnitud (medidos en pT), pueden utilizarse como un medio no destructivo para determinar la acumulación de daños y para separar etapas seguras de etapas no seguras de servicio para Un miembro de tensión soldado a tope.
Abstract
A series of 9 butt-welded coupons were tested dynamically following a sinusoidal load that reached 0.50Fy, 0.60Fy and 0.70Fy for an A36 low-carbon steel. Load was applied at 5Hz with an initial 0.20Fy offset to maintain a full-tension test at all times to avoid compression. Two main variables were of interest for the present research: applied strain and surface magnetic field. Said variables were tracked by means of strain gages and magnetometers respectively located at two points: base metal and in the proximity of the heat affected zone (HAZ). Test aimed for fatigue at high load levels, but it was stopped once it reached the 100,000 cycles. For lower levels it was going to remain a non-destructive test. Results present a semi-elliptical correlation between strain and surface magnetic field similar to the classic mechanical correlation between stress and strain, presenting some type of magnetic hysteresis. Said semi-elliptical correlation is not steady in time, and shows a presumable progression of damage accumulation. This particular change in time also indicates that damage that accumulates as test continues can be traced in a timely fashion by tracking the magnetic response in both base metal and HAZ areas. This nondestructive analysis of surface magnetic fields suggests that magnetic fields although small in magnitude (measured in pT), they can be used as a non-destructive means for determining damage accumulation and to separate safe stages from non-safe stages of service for a butt welded tension member.
Palabras clave
Campo magnéticoFatiga
Deformación unitaria
Zona afectada por el calor en soldadura
Ensayos no destructivos
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