The method reported in the literature to calculate the stress-strain curve of nuclear fuel cladding from ring tensile test is revisited in this paper and a new alternative is presented. In the former method, two universal curves are introduced under the assumption of small strain. In this paper it is shown that these curves are not universal, but material-dependent if geometric nonlinearity is taken into account. The new method is valid beyond small strains, takes geometric nonlinearity into consideration and does not need universal curves. The stress-strain curves in the hoop direction are determined by combining numerical calculations with experimental results in a convergent loop. To this end, ring tensile tests were performed in unirradiated hydrogen-charged samples. The agreement among the simulations and the experimental results is excellent for the range of concentrations tested (up to 2000 wppm hydrogen). The calculated stress-strain curves show that the mechanical properties do not depend strongly on the hydrogen concentration, and that no noticeable strain hardening occurs. However, ductility decreases with the hydrogen concentration, especially beyond 500 wppm hydrogen. The fractographic results indicate that as-received samples fail in a ductile fashion, whereas quasicleavage is observed in the hydrogen-charged samples.
In this work, a new methodology is devised to obtain the fracture properties of nuclear fuel cladding in the hoop direction. The proposed method combines ring compression tests and a finite element method that includes a damage model based on cohesive crack theory, applied to unirradiated hydrogen-charged
Traditionally buckling analyses in engine structures have been performed using analytical solutions from validated bibliographical reference (e.g. Bruhn). This method requires a certain margin of safety due to the idealization of the real complex geometries into the more simple validated set of cases. As computational power increased, linear Euler buckling based on finite element solutions has become accessible. This second approach also requires of a certain margin of safety due to not considering material and geometrical non-linear effects. This paper presents the development of an accurate non-linear finite element prediction of the buckling characteristics of a rear engine mount support structure. The method includes both material and geometrical non-linearity. This analytical prediction method has been validated by a series of material coupon and sub-component compressive experimental rig tests. The work presented in this paper will be completed in the future with validation from a full component test and with a method to account for manufacturing tolerances.
3.1.2 Comportamiento del material ñiera de la zona cohesiva 3.2 Hipótesis de material elástico-lineal 3.2.1 Determinación de los parámetros de la curva de ablandamiento 3.2.2 Aplicación a entallas 3.3 Hipótesis de material elasto-plástico 3.3.1 Determinación de los parámetros de la curva de ablandamiento 3.3.2 Descripción de los métodos numéricos 3.3.3 Aplicación a entallas 4 Resultados experimentales 4.1 Caracterización del material 4.1.1 Ensayos de tracción uniaxial 4.1.2 Medida de la energía de fractura 4.2 Resultados experimentales de sólidos entallados 4.2.1 Análisis de la influencia del radio de entalla: Rotura por flexión en tres puntos de probetas con entalla en U con diferentes radios 4.2.2 Estudio de la influencia del ángulo de entalla: Rotura por flexión en tres puntos de probetas con entalla en V con diversos ángulos 4.2.3 Influencia del tamaño: Rotura por flexión en tres puntos de probetas homotéticas con entalla en forma de U y en forma de V 4.2.4 Análisis de la influencia de la profundidad de la entalla: Rotura por flexión en tres puntos de probetas en forma de U con entalla de profundidad variable 4.2.5 Estudio de la influencia del tipo se solicitación: Rotura por tracción de probetas con entalla en U con entallas de distinto radio 90 5 Análisis de resultados 5.1 Predicción de la carga máxima: hipótesis de material elástico lineal 93 5.1.1 Determinación de los parámetros de la curva de ablandamiento 93 Finalmente deseo mencionar a mi abuela Águeda, a mis padres, a Gerardo, a María Jesús y a Javier por todo su apoyo y a Guillermo, Kike, Marga, Isabel, Susana y Marta por su amistad. En especial a Roxana. Madrid, Mayo de 1998 V VI vn vin Capítulo 1 INTRODUCCIÓN 1.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA El estudio tradicional del comportamiento en servicio de los materiales empleados en Ingeniería Civil se basa principalmente en las propiedades mecánicas convencionales de los mismos, el límite elástico, la resistencia a rotura, la deformación bajo carga máxima, etc.. Estas propiedades caracterizan aspectos fundamentales del comportamiento mecánico, pero no tienen en cuenta otros como la rotura frágil, la fatiga o la tolerancia al daño.La Mecánica de Fractura complementa el análisis tradicional ocupándose de la rotura producida por fisuras, estudiando el comportamiento en servicio de sólidos Asurados.Cuando la rotura está provocada por un defecto distinto de una fisura, con radio de curvatura finito o con un ángulo distinto de cero entre sus caras, es decir, una entalla, ninguna de las teorías anteriores resuelve el problema y existe un vacío en este campo. Es necesario, por tanto, un criterio de rotura en sólidos entallados.Con objeto de dar respuesta a la necesidad anterior en esta tesis doctoral se va a analizar el comportamiento en rotura de sólidos con defectos geométricos asimilables a entallas.Para realizar este estudio se ha buscado un material donde la Mecánica de Fractura Elástica y Lineal resuelva el problema en el caso de fisuras, y en el que la mecanización de los defectos se realice de forma sencilla. ...
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