Naslov (eng)

Experimental and numerical investigation of corrosion crack growth in mild structural steel: doctoral dissertation : doctoral dissertation

Autor

Alkateb, Mohamed, 1967-, 74031881

Doprinosi

Sedmak, Aleksandar, 1955-, 12447079
Bakić, Gordana, 1967-, 12733287
Đukić, Miloš, 1967-, 12738407
Tadić, Srđan, 1982-, 57784329
Vasović, Ivana, 14033255

Opis (srp)

The phenomenon of SCC is one of the most important problems that different metals are exposed to, according to the causative environment and the influencing stresses. SCC is the type of subcritical cracking, occurring in a corrosive environment. Metal fracture may occur due to SCC at a lower permissible stress level, causing problems that are difficult to solve. The sensitive materials, the applied stresses and the corrosive environment are the basic requirements that cause this phenomenon. It is difficult to predict the complexity of the interactions that occur within a crack and how they will grow and spread. The basic mechanisms of SCC remain fundamentally unclear despite numerous studies and research conducted on the topic. In this thesis, attention was focused on investigating crack growth behaviors in mild steel, computationally by the numerical method and by using the finite element simulation method. A model simulating crack growth was placed on the metal surface by applying tensile stress to the sample under normal conditions. The mechanical analysis of tensile stress was performed using the Code _Aster method to verify the effect of crack growth. The calculations in this study were carried out according to equations relating to linking the main influencing variables to obtain the best results. Three related variables significantly influencing crack growth and propagation were simulated. K, dk/da and max stress, are the variables that were simulated compared to crack length and growth, according to basic conditions, and that was by applying a constant tensile load to the sample, completely affecting the growth of the crack. Values of these variables were recorded every 2 mm for the crack growth. The results showed an increase in the values of K and max stress, while there was a decrease in the values of dK/da as the crack length increased. There was a great agreement between the results obtained mathematically according to equations and when applying simulations using finite elements. These results obtained are largely consistent with what has been obtained in most of the studies that have been conducted in this regard.

Opis (srp)

Појава напонске корозије је један од најважнијих проблема који се јављају у металним материјалима у неповољном окружењу и под дејством напона. Напонска корозија је врста поткритичне расата прслине, који се јавља у корзивној околини. Лом метала који настаје од последице напонске корозије при напону мањем од дозвољеног, је проблем који није лако решити, посебно код материјла осетљивих на корозију. Основна тешкоћа је да се утврди и предивди сложено међудејство наопна и корозије у присуству прслине, односно истраже механизми њеног настанка и раста. Основни механизми ове појаве су и даље недовољно разјашњени и поред великог броја истрживања која су спроведене последњих деценија. У овој дисертацији пажња је усмерена на нумеричко истраживање понашања конструкционог угљеничног челика у условима напонске корозије, а у присутву прслине. У том циљу примењена је метода коначних елемената, односно њена проширена варијанта када је у питању симулација раста прслине насталој на металној површини, а под дејством затезног напона и корозионе средине. За израчунавање напонско-деформационог стања коришћен је софтвер Code _Aster који је отворен за допуне и модификације у скалду са конкретним проблемом који се решава. Прорачуни и нумеричке симулације су изведени у складу са једначинама које повезују главне утицајне промељиве дља би се добили најбољи резултати. Три повезане променљиве које битно утичу на раст прслине су симулиране, фактор интензитета напона K, његова брзина, односно промена у односу на дужину прслине, dК/da, и максимални напон. Ове величина су одређиване за две врсте епрувета под дејтвом затезног напона, тако што су израчунате на свака 2 мм раста прслине. Резултати су показали раст К и максималног напона, док је брзина dК/da опадала при расту дужине прслине. Добијено је добро слагање нумериких и аналитичких резултата, као и добро слагање са експерименталним резултатима преузетим из литературе.

Opis (srp)

Datum odbrane: 10.06.2021.

Jezik

srpski

Datum

2021

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 2.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Mašinstvo

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

Electrochemical principles, environment conditions, crack tip, tensile stress,structural steel, cathodic reaction, stress intensity factor, finite element method,maximum stress

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Mašinstvo

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

Електрохемисјки принципи, услови средине, врх прслине, затезни напон,контрукциони челик, катодна реакција, фактор интензитета напона, методаконачних елемената, максимални напон.