Modelado numérico del socavado lateral en procesos de soldadura

Abstract

When welded joints have to meet particular requirements related to fatigue life they are usually designed using the so called S-N design curves. This implies the construction of a curve for each particular design. From the point of view of the user, it is often difficult to establish accurately which is the curve that better fits the design that is being considered. The so called " local approach " is based on the concept that the fatigue strenght of welded joints is essentially determined by the local stress and strain in the " hot spots ". These spots are located in the geometric discontinuities of the joint. Through this approach is possible to consider the possibility of constructing and using only one curve of design or " key curve ", for a given material. In this case the design parameter is the local stress or strain instead of the nominal stress. In the present work the lateral defect is modeled with fillet welds using the local approach combined with the finite elements method. A data base of Kt for different dimensionless geometric relations is generated, and from these results an analytical function for the value of the concentrator is interpolated. Finally the contour plots that were generated help reducing the number laboratory tests needed for the determination of Kt. son los factores limitantes de la vida a la fatiga de uniones soldadas solicitadas transversalmente al cordón de solda-dura 1-6. La manera habitual de encarar el diseño de uniones sol-dadas con una vida a la fatiga compatible con los requeri-mientos particulares del diseño que se trate, es a través del empleo de las denominadas "curvas de diseño" S-N, (don-de S es la amplitud de tensiones resultante de las cargas externas aplicadas y N el número de ciclos a amplitud de tensiones constante que conduce a la falla) incorporadas a los códigos de construcción o a otros documentos aplica-bles 1-3. Tal metodología posee por un lado el inconveniente que es necesario construir una curva de diseño particular para cada diseño de detalle de unión soldada, y desde el punto de vista del usuario de las curvas, resulta muchas veces dificultoso establecer con precisión cuál de aquellas es la que mejor se corresponde con el diseño de detalle 1. Introducción En presencia de cargas fluctuantes, en el vértice de discontinuidades geométricas mas o menos agudas se produce un fenómeno de deformación elasto-plástica cíclica a partir de la cual se produce la iniciación de la fisura por fatiga. La naturaleza esencialmente multiparamétrica del fe-nómeno de fatiga, en el que la influencia de los distintos parámetros no puede en general considerarse de manera aislada, constituye la razón de la gran dispersión que gene-ralmente acompaña a los resultados experimentales rela-cionados con este fenómeno. La influencia que las discontinuidades geométricas tie-nen sobre la resistencia a la fatiga de las uniones soldadas sobre su comportamiento en servicio bajo régimen de car-gas variables es un hecho ampliamente reconocido 1-5. En tal sentido, el talón de la soldadura, sea esta a tope o a filete, es el asiento de las discontinuidades que en general