Modelo por elementos finitos de un tubo a presión interna con una grieta transversal parcial // Partial transverse crack modelling in pipes under internal pressure using finite elements.

Authors

  • Freddy Enrique Rodríguez Instituto Pedagógico de Maturín, Estado de Monagas, Republica Bolivariana de Venezuela.
  • Jorge Rodríguez ‐ Matienzo Dpto. de Mecánica Aplicada, Facultad de Ingeniería Mecánica. Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría” – CUJAE Calle 114 #11901 e/119 y 127. Marianao. La Habana. CP 19390. Cuba.

Abstract

Resumen

La detección de defectos en tubos sometidos a presión interna es un aspecto poco estudiado. Uno de los problemas a resolver es el modelado de los defectos, en particular los del tipo grieta cerrada.La dinámica de un tubo con un fluido interno a presión implica dificultades adicionales al problema.Se presentan los principios y las ecuaciones necesarias para poder modelar por el método de los elementos finitos la presencia de una grieta transversal parcial en un tubo de paredes delgadas en varios escenarios: vacío, con un fluido interno y con un fluido a presión. El análisis modal es empleado para determinar los cambios en los parámetros del modelo y valorar la influencia de la grieta en los mismos. Se parte del experimento de S.M. Murigendrappa y S.K. Maiti, el efecto de la grieta está representado por una reducción de la rigidez a la flexión del tubo en la zona de extensión d, cuya extensión es determinada a partir del concepto de energía potencial de la deformación,planteado por A P. Bovsunovsky y V. V. Matveev.

Palabras claves: grieta cerrada, análisis modal, tubos, elementos finitos.

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Abstract

Fail detection in pipes under internal pressure is a not enough studied matter. A main problem is fault modeling, particularly the closed crack type. The dynamic of a pipe filled with a fluid under pressure implies additional challenges. The equations and principles needed to obtain a finite elements model of a partial transverse crack in a thin walled pipe are shown in different sceneries: empty, filled with fluid and filled with fluid under certain pressure. A modal analysis is performed to obtain the changes in modal parameters and crack influence. The result shows a good agreement with those obtained by S.M. Murigendrappa and S.K. Maiti. The crack is modeled trough a reduction of bending stiffness in a reduced zone. Its extension is calculated using the principle of equal strain energy between the crack zone and the model, exposed by A P. Bovsunovsky and V. V. Matveev.

Key words: crack detection, modal analysis, pipes.

How to Cite

1.
Enrique Rodríguez F, Rodríguez ‐ Matienzo J. Modelo por elementos finitos de un tubo a presión interna con una grieta transversal parcial // Partial transverse crack modelling in pipes under internal pressure using finite elements. Ing. Mec. [Internet]. 2010 Sep. 1 [cited 2025 Sep. 13];13(3):46-55. Available from: https://ingenieriamecanica.cujae.edu.cu/index.php/revistaim/article/view/50

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