El método Paso a Paso de Análisis de Fatiga de un Piping Usando Caesar II
Explicaremos la metodología (paso a paso) de los pasos de Análisis reales que se deben seguir durante el estudio de Fatiga usando Caesar II. Antes de empezar los pasos de análisis , una breve descripción de curvas de fatiga típicas son necesarios desde donde tenemos que tomar el límite permitido para el Análisis mencionado
Curva de Fatiga :
Las repeticiónes de tensiónes cíclicas de un material se denomina curva de fatiga , también conocida como curva SN . ASME Sección VIII Div. 2 Proporcionar curva de fatiga para el material a analizar.
Estas curvas de diseño se generan a partir de los datos de prueba mediante la aplicación de amplios márgenes de seguridad a la curva promedio.
Mientras que teniendo en cuenta la fatiga del material en el diseño , un margen de seguridad adicional se aplica a menudo en contra de la insuficiencia ciclos a una amplitud de tensión dado. Como un ejemplo , si un componente se cicla continuamente a lo largo del mismo rango de estrés ( Cualquier rango de tensión constante) , un límite de diseño en ciclos admisibles (permitidas) puede corresponder a la vida de ciclo , multiplicado por un factor ( margen de seguridad ) como 0,8.Utilizando este es el margen de seguridad común empleada en el recipiente y el diseño de Piping.
Para cada material , una curva de fatiga se genera normalmente por análisis experimental que se correlaciona rango de tensiones pico con el número de ciclos hasta el fallo .
La tensión alterna Sa se define como la mitad de la tensión máxima calculada.
Como hemos mencionados en otros artículos, el fallo por fatiga se puede evitar asegurándose de que el número de ciclos de carga N que las experiencias del sistema son menores (inferiores) a los permitidos para la tensión alterna desarrollado .
El efecto acumulativo se evaluará en caso de que si hay dos o más tipos de ciclos de tensión que producen tensiones importantes . La resistencia a fatiga del material en un rango de estrés o tensión aplicada dada es una función de un número de factores , incluyendo la resistencia del material y la ductilidad .
Al realizar el análisis de fatiga :
Normalmente, el análisis de fatiga se realiza para las plantas existentes para evaluar la causa real de cualquier inconveniente con este fenomeno. Para las nuevas instalaciones el análisis puede realizarse sólo si las especificaciones del proyecto permiten hacer este. Consulte las directrices del proyecto sobre el requisito de solicitud de análisis de fatiga . Antes de iniciar el análisis estar listo con los siguientes datos que se requiere durante el análisis :
Curva de Fatiga del material del Piping
Datos de proceso suficiente para encontrar el número total de ciclos ATRAVEZ de la vida de diseño del sistema de tuberías .
Pasos para el Análisis de Fatiga usando Caesar II :
Asignación de los datos de la curva de fatiga para el material del piping en uso : Esto se hace en la pantalla auxiliar admisible .Los Datos de fatiga se pueden introducir directamente , o se pueden leer desde un archivo de texto haciendo clic en el botón de Curvas de fatiga . Siete Curvas de uso común están disponibles en \ Caesar \ System \ *. Fat . (Para Ceasar versión 2012 y 2013 es posible que no lo encuentras en algunas computadoras , pero estos son disponibles en versiones anteriores). Las curvas de fatiga proporciona series de datos SN que definen la tensión admisible con determinado ciclo anticipado y viceversa.
- La definición de los casos de carga de fatiga : Para estos efectos , un nuevo tipo de estrés , FAT , ya se ha definido en la base de datos de Caesar II. Por cada caso de fatiga , el número de ciclos previstos también se debe introducir en el espacio apropiado.
- El cálculo de la fatiga hace hincapié en : Caesar II hace automáticamente el cálculo. Los esfuerzos de fatiga , a menos que explícitamente definidas por el código aplicable son los mismos que la intensidad de esfuerzo calculado Caesar II (Intensidad Max Stress), con el fin de cumplir con el requisito de la sección ASME VIII , División 2 del Apéndice 5 .
- Determinación de las cantidades permisibles de tensión de fatiga : se requieren los esfuerzos admisibles para el análisis de la fatiga a interpolar logarítmica de la curva de fatiga basado en el número de ciclos ( durante toda su vida ) designado en los casos de carga de fatiga . La tensión calculada se supone que es un valor de pico a pico del ciclo ( es decir , la expansión térmica , la solución , presión , etc) para los casos de carga estática, por lo que el esfuerzo admisible se puede extraer directamente de la curva de fatiga . Por otro lado para los casos de carga de armónicos y dinámicos , la tensión calculada se supone que es un valor de cero a pico ciclo (es decir, la vibración, terremotos, etc ) , por lo que la necesidad permisible extraído para ser dividido por 2 antes de su uso en la comparación .
- Determinación del número permitido de ciclos: La otra cara de cálculo de la fatiga por tensión admisible para el número designado de ciclos es el cálculo del número permitido de ciclos para el nivel de esfuerzo calculado . Esto se hace ser interpolando logarítmicamente el eje " Ciclos " de la curva de fatiga basado en el valor de la tensión calculada . Desde las solicitaciones estáticas se supone que son de pico a pico de los valores del ciclo , el número permitido de ciclos se interpola directamente de la curva de fatiga . Dado que las tensiones armónicas y dinámicas se supone que son los valores cíclicos de cero a pico , el número permitido de ciclos se interpola usando dos veces el valor esfuerzo calculado .
- Informe de los resultados de análisis: Caesar II proporciona dos informes para ver los resultados de carga de estrés de tipo FAT; informe estrés normal y el informe de uso acumulativo. El primero de ellos es el informe de la tensión estándar de visualización de la fatiga por tensión calculada y la fatiga permisible en cada nodo . Informes de estrés podrían ser generados de forma individual para cada caso de carga y muestran si alguno de los casos de carga individuales aislados se produciría un error del sistema o no.
Sin embargo, en situaciones en que hay más de un caso de carga cíclica potencialmente contribuir a la rotura por fatiga , el informe de uso acumulativo es más apropiado. Para generar este informe, el usuario debe seleccionar todos los casos de carga FAT que contribuye a la degradación del sistema en su conjunto (posible falla). El informe de uso acumulativo enumera para cada punto de nodo de la relación de uso (ciclos reales divididos por ciclos permitidos), y luego sumas (combina) estos para uso total acumulativo. Un valor total superior a 1,0 indica una falla por fatiga potencial.
