Fatigue behavior prediction of welded joints by using an integrated fracture mechanics approach

Current fracture mechanics methods for fatigue assessment of welded joints are based on long crack behavior. The present work introduces a method to predict the fatigue strength of welded joints by means of an integrated fracture mechanics approach (IFMA) that takes into account the fatigue behavior of short cracks. This methodology estimates the fatigue crack propagation rate as a function of the difference between the applied driving force and the material threshold for crack propagation, function of crack length. Firstly, the proposed fracture mechanic method is introduced and compared with the traditional fracture mechanic approach, used mainly for fitness for purpose assessment of welded joints with cracks or other crack-like defects. Then, the method is used for several theoretical and parametric applications to show its ability to predict the influence of different mechanical, geometrical and microstructural parameters in the definition of the fatigue resistance of welded joints. The influence of plate thickness, initial crack length and reinforcement angle on fatigue strength of butt-welded joints has been analysed and results show good agreement with experimental trends. Finally, the method is applied to predict and analyze the fatigue behavior of butt welded and non-load-carrying transverse fillet welded joints, and estimated and experimental results are analysed and compared.Fil: Chapetti, Mirco Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Jaureguizahar, Leandro Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Fatigue of NiTi shape memory wires

In the present work, an innovative methodology for characterizing structural fatigue of NiTi superelastic wires is proposed. It consists in, firstly, performing low speed nearly isothermal pseudoelastic cycles in a limited region of the wire specimen. This results in the stabilization of the pseudooelastic behavior accompanied by a decrease in the stresses for forward and reverse transformations which allows obtaining an equivalent to a geometric dog-bone shaped specimen due to the reduced transformation stresses in the pre-cycled region. In a second stage, by limiting the transformation active zone to the pre-cycled region, the deformation speed can be increased to practical values avoiding any transformation activity outside that region. In that way, grip induced failures resulting in artificially shorter fatigue lives might be completely avoided thus allowing an accurate characterization of the true structural fatigue. Additionally, strain controlled experiments on wires in fully austenite and fully martensite states have been performed. Resulting fatigue lives in these cases were at least two orders of magnitude higher compared with the pseudoelastic fatigue indicating the decisive role played by the stress induced transformation in determining fatigue life. The influence of testing temperature and deformation rate on fatigue life has also been evaluated.Fil: Jaureguizahar, Sebastian Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Física de Metales; ArgentinaFil: Chapetti, Mirco Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Yawny, Alejandro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Física de Metales; Argentina21st European Conference on FractureCataniaItaliaEuropean Structural Integrity Society ESI

Los avances y desafíos en la inclusión educativa en argentina en la última década: hacia la universalización de la educación secundaria

En el año 2006, la Argentina sanciona la Ley de Educación Nacional N° 26.206, donde se establece la obligatoriedad de la educación secundaria. A pesar de los esfuerzos por universalizar el acceso y finalización del nivel, aún son muchos los adolescentes y jóvenes que tienen serias dificultades para permanecer en él y completarlo. Dimensionar los avances y desafíos del cumplimiento de la obligatoriedad constituye un abordaje ineludible para alimentar las decisiones de política vinculadas a la inclusión.En este marco, las principales restricciones se expresan en los altos niveles abandono que se manifiestan en el nivel secundario. La problemática de las trayectorias escolares toma, en este marco, un lugar central: el abandono, concebido desde una mirada dinámica, es consecuencia de trayectorias escolares signadas por dificultades. Estas experiencias de repitencia son la principal señal de alerta, ya que provocan una progresiva desvinculación del estudiante con el proceso educativo ofrecido por la institución escolar, una forma de estar excluido en la escuela. Partiendo de esta concepción, la investigación propuesta busca identificar en clave estadística las principales tendencias de la educación secundaria en torno a las trayectorias escolares.A través de una caracterización cuantitativa que toma como base las principales fuentes de datos secundarios, se busca dimensionar la magnitud del desafío de la inclusión, los cambios ocurridos en la última década, y la configuración de trayectorias no convencionales, vinculadas al paso por la educación de jóvenes y adultos, o por ofertas alternativas de progresión y/o terminalidad que desarrollaron algunas jurisdicciones. Para este análisis, se toman como casos de estudio las provincias de Buenos Aires, Córdoba y Entre Ríos

Educación secundaria de Córdoba en números: información cuantitativa para la identificación de logros y desafíos de política educativa

Fil: Ferreyra, Horacio Ademar. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Educación; ArgentinaFil: Di Francesco, Adriana Carlota. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Educación; ArgentinaFil: Vidales, Silvia Noemí. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Educación; Argentin

Characterization of Fatigue Life of Ultrafine Grained NiTi Superelastic Wires Under Uniaxial Loading

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Fatiga en materiales con memoria de forma : iniciación y crecimiento de fisuras por fatiga

Los materiales con memoria de forma (MMF) exhiben propiedades mecánicas particulares que los hacen interesantes debido a los fenómenos físicos involucrados y al gran potencial que poseen para el desarrollo de aplicaciones tecnológicas. Estas propiedades mecánicas incluyen comportamientos característicos como el efecto memoria de forma simple, el efecto pseudoelástico, la deformación térmica bajo carga constante y el efecto doble memoria. El motivo de estos singulares comportamientos reside en la ocurrencia de transformaciones de fase martensíticas termoelásticas en estos materiales. Estas son transformaciones sólido-sólido, sin difusión, que consisten en un cambio de estructura cristalina y cuyo efecto macroscópico es equivalente a una deformación de corte. En particular en esta tesis se analiza el comportamiento pseudoelástico que involucra deformaciones reversibles del orden del 8 %. En el presente trabajo se estudia el comportamiento pseudoelástico bajo condiciones de carga cíclica uniaxial de alambres comerciales de NiTi (Ti-50,9 at. % Ni) con tamaño de grano ultrafino. Se investiga la dependencia de la evolución del comportamiento pseudoelástico en el caso de ciclos parciales y completos, analizando tanto los aspectos funcionales como estructurales asociados al ciclado pseudoelástico, a lo que nos referimos en esta tesis como el estudio de la fatiga intrínseca. Del análisis de los resultados de ensayos de fatiga funcional se definen limitaciones y requerimientos que dan lugar a la propuesta de una nueva metodología de ensayo uniaxial para caracterizar la fatiga intrínseca de alambres de NiTi superelástico. Con la nueva metodología desarrollada, se investiga la influencia de la transformación martensítica inducida por tensión en la vida a fatiga de los alambres de NiTi. A partir del análisis de los ensayos se concluye que la caída de las tensiones críticas de transformación no depende de la cantidad de material transformado sino del número de transformaciones que experimenta el material. También se concluye que la vida a fatiga no dependería del rango de deformación / tensión aplicada ni de la deformación / tensión media haciendo determinante la cantidad de ciclos de transformación, lo que indica el gran daño acumulado en el alambre cada vez que el frente de transformación pasa por una determinada zona. Los resultados muestran además que la evolución de las propiedades funcionales tiene lugar en todo el ciclado hasta la rotura del alambre, aunque dicha evolución tiene lugar a una tasa de variación que disminuye con el número de ciclos aplicados. Esto indica que la evolución de las propiedades funcionales podría estar asociada a la acumulación de daño intrínseco por fatiga y por lo tanto, el fenómeno de fatiga mecánica en alambres de NiTi debería estudiarse relacionando tanto los aspectos funcionales como estructurales asociados al ciclado pseudoelástico. Finalmente es importante remarcar el aporte generado con la propuesta de la nueva metodología de ensayo uniaxial para poder analizar el comportamiento intrínseco a fatiga de alambre de NiTi superelástico. Este método contribuirá sin lugar a dudas en el avance del conocimiento de los mecanismos de daño asociados al movimiento del frente de transformación, que resulta ser de vital importancia en la vida a fatiga en condiciones de ciclado pseudoelástico. Esto permitirá avanzar en la propuesta de nuevos modelos específicos para explicar el fenómeno de fatiga de materiales superelásticos

A novel experimental method to assess the fatigue behavior of pseudoelastic NiTi wires

A new experimental method for characterizing intrinsic uniaxial pull-pull pseudoelastic fatigue life of commercial NiTi wires is proposed. It consists in the generation of a virtual dog-boned shaped specimen combined with the use of snubbing type of gripping action in order to completely eliminate earlier failures induced by grip-sample interactions. The generation of a virtual dog-boned specimen is based on the localized character of the stress induced martensitic transformation and the evolution of the transformation stresses with further cycling. Reduced pseudoelastic cycles are performed to evaluate functional and structural fatigue with this method. Consistent longer fatigue lives have been obtained compared to traditional gripping methods with fractures occurring inside the region of interest. The present study clearly points to the role of the stress induced transformation in determining the fatigue life. This treatment of the structural fatigue considerable departs from classical approaches but takes into account essential facts like the localized character of the stress induced transformation, the heat effects associated with the first order solid to solid martensitic transformation and its impact on the critical transformation stresses.Fil: Jaureguizahar, Sebastian Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Chapetti, Mirco Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Yawny, Alejandro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Física de Metales; Argentin

Analysis of breathing cracks using vibrations

The influence of half-ellipse-shaped fatigue cracks and machined through-thickness cuts on the impact response of cantilever beam samples were analysed using the Finite Element Method and compared to experimental data for different crack depths. The effect of sample width was analysed for geometries with fatigue cracks (aspect ratio a/c = 0.45) and through-thickness cuts (rectangular cracks). The differences between both types of damage were analysed numerically and experimentally. The effect of sample width was studied and it was found that the behaviour of the cantilever with a fatigue-crack approaches that of the saw cut sample when the fatigue crack reaches the edges of the test piece. Acceleration data were analysed using the Fast Fourier Transform algorithm and Power Density Spectra (PSD) were obtained. For fatigue-cracked samples, harmonics of the frequencies of natural modes of oscillation were found. Analytical modelling was done using a mass-spring-damper system for studying the bilinear behaviour of the stiffness element. Harmonics found were assigned to the breathing behaviour of the crack. The detection threshold using frequency shifts inspection was twice as high as using spectral analysis. This would allow crack detection at half of the fatigue life of the specimen.Fil: Carr, Gustavo Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; ArgentinaFil: Jaureguizahar, Leandro Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; ArgentinaFil: Chapetti, Mirco Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; Argentin

Bulk-like behavior in the temperature driven martensitic transformation of Cu-Zn-Al thin films with 2H structure.

This paper reports on the possibility to obtain Cu-Zn-Al films with 2H martensitic structure by fixing the valence electron concentration per atom (e/a) ≈1.53. Films with thickness of ≈ 5 um with micrometric grains show martensitic transformation temperature and hysteresis values close to the ones found in bulk samples. This result is different to the one found in Cu-Zn-Al thin films with 18R martensitic structure and similar microstructure, in which the hysteresis presents an increment (≈ 10 times) compared to bulk samples. This difference can be  associated to the intrinsic nature of the 2H transformation which requires more undercooling to produce the nucleation of the martensitic phase. The driving force for the burst-type  martensitic transformation decreases the influence of the microstructure in the transformation. Fil: Haberkorn, Nestor Fabian. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Condo, Adriana Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Espinoza, C.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Jaureguizahar, S.. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Guimpel, Julio Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Lovey, Francisco Carlos. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentin