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Cómo establecer la clasificación para DNV RP-C203

Verificación de normas
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Para el cálculo de la fatiga, es importante el tipo de carga, los diferentes ciclos de carga y el método de cálculo, recuento de flujos de lluvia frente a cálculo de fatiga espectral y tensión de fatiga admisible frente a daño directo por fatiga, pero también hay que tener en cuenta la resistencia del material y, en el caso de estructuras soldadas, la influencia de las soldaduras.

El DNV RP-C203 al igual que todos los códigos basados en reglas de daños directos por fatiga como el Eurocódigo 3, BS 5400, IIW-1823-07 utilizan curvas S-N para calcular los daños directos por fatiga.

Los códigos de diseño de tensiones admisibles como el EN13001, FEM 1.001, DIN15018, NEN 2018, NEN 2019, EN280, etc. utilizan estas curvas también pero como puntos fijos en el gráfico para determinar una tensión de fatiga admisible para una cantidad específica de cargas escala logarítmica de ciclos hasta el fallo, para más información sobre esto ver DIN15018 fatiga y EN280 fatiga.

Las curvas S-N están especificadas por la norma y tienen en cuenta el tipo de material, la conexión o unión (soldaduras), la dirección de la tensión y el entorno circundante. Como ejemplo, consulte las curvas S-N para el entorno aéreo de DNVGL-RP-C203 (Edición de abril de 2016):

Curvas S-N en aire

La categoría S-N depende del tipo de detalle constructivo (no soldado, soldado) y de la dirección de la tensión (paralela a la soldadura, perpendicular a la soldadura y cortante). En el modelo de elementos finitos falta la información necesaria y, en consecuencia, la tarea de establecer una clasificación puede llevar mucho tiempo.

DN_RP-C203 2016

En SDC Verifier, la herramienta de búsqueda de soldaduras reconoce las soldaduras automáticamente y convierte las tensiones de la dirección local del elemento en la dirección de la soldadura, lo que ayuda a establecer la clasificación en diferentes direcciones de tensión de soldadura.

La herramienta Weld Finder reconoce las soldaduras automáticamente

Soldaduras reconocidas en el modelo:

Herramienta de búsqueda de soldaduras. Soldaduras reconocidas

Descripción de la clasificación

El método DNVGL RP C203 está pensado para tensiones en puntos calientes, (SDC Verifier utiliza el método B). Para ubicaciones en las que un mallado más fino da lugar a factores de concentración de tensiones (SCF) elevados (punto a en la imagen inferior) la concentración de tensiones ya se calcula en el modelo – utilice la categoría D, véase la descripción de la norma más abajo:

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Para los lugares en los que un mallado más fino da lugar a factores de concentración de esfuerzos elevados (para las puntas de soldadura como, por ejemplo, la dirección II en la posición «a») la clasificación es D, para todos los demás lugares es necesario establecer la clase S-N con ayuda del apéndice A (véase más abajo).

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El texto anterior también indica que el factor 1,12 puede omitirse en los lugares en los que se utilicen curvas S_N nominales.

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La clasificación de los puntos de tensión nominal se realiza según los detalles específicos del apéndice A de la norma:

Clasificación de los detalles estructurales

¿Cómo puede utilizarse esta descripción de la norma y cómo funciona esta clasificación para nuestro modelo?

En primer lugar, encontramos todas las descripciones de clasificación relevantes que se aplican a nuestro modelo.

La clasificación depende de soldado/no soldado, tipo de detalle/componente/soldadura y dirección de la tensión. El ejemplo de clasificación mostrado muestra una posible clasificación, pero no olvide leer los requisitos de dicha clasificación.

Para detalles no soldados:

Para detalles no soldados – categoría B1:

Detalle categoría Detalles constructivos Descripción Requisito
B1   SDC Verifier

1.Placas y planos laminados o extruidos

2. Secciones laminadas

1. a 2.- Bordes afilados, defectos superficiales y de rodadura que deben mejorarse mediante rectificado.

– Para los miembros que pueden adquirir concentraciones de tensión debido a picaduras de óxido, etc. se requiere la curva C.

Detalles soldados:

Para detalles soldados y para tensiones paralelas a la soldadura – categoría C1

Detalle categoría Detalles constructivos Descripción Requisito
C1   SDC Verifier

3.Soldaduras automáticas en ángulo o a tope realizadas por ambos lados pero que contengan posiciones de tope.

4. Soldaduras a tope automáticas realizadas por un solo lado, con una barra de respaldo, pero sin posiciones de arranque-parada.

4.- Cuando el detalle contenga posiciones de arranque-parada utilice la categoría C2

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Para soldaduras a tope y para tensiones perpendiculares a la soldadura – categoría D:

Detalle categoría Detalles constructivos Descripción Requisito
D   SDC Verifier

4.Empalmes transversales en placas y planos.

5. Empalmes transversales en perfiles laminados o vigas de chapa soldada

6. Empalmes transversales en placas o planos ahusados en anchura o en espesor donde la pendiente no sea superior a 1:4.

4., 5. y 6.- La altura de la convexidad de la soldadura no debe ser superior al 10% de la anchura de la soldadura, con transiciones suaves a la superficie de la chapa.

– Soldaduras realizadas en posición plana en el taller.

– Piezas de escurrimiento de soldadura que se utilizarán y se retirarán posteriormente.

Los bordes de la placa deben rectificarse a ras en la dirección de la tensión.

Para soldaduras a tope soldadas por un lado y tensiones perpendiculares a la soldadura – categoría W3:

Detalle categoría Detalles constructivos Descripción Requisito
W3   SDC Verifier

1.Soldadura a tope realizada por un solo lado y sin tira de refuerzo.

1.Si se demuestra que la raíz está libre de defectos de más de 1-2 mm (en la dirección del espesor) mediante ensayos no destructivos, el detalle 1 puede clasificarse como F3 (se supone que esto se cumple con la categoría de inspección I). Véase también la sección de comentarios).

Si es probable que tras la inspección haya defectos de mayor tamaño, el detalle puede degradarse de F3 basándose en el cálculo de la vida a fatiga mediante la mecánica de la fractura. El análisis deberá basarse entonces en el tamaño relevante del defecto.

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Para tensiones de cizallamiento – categoría E (tensión de punto caliente ignorada):

E   SDC Verifier

6.Soldaduras de filete continuas que transmiten un flujo de cizalladura, como las soldaduras de alma a ala en vigas de chapa. Para soldaduras continuas a tope de penetración total a cortante utilice la Categoría C2.

7. Junta solapada soldada en ángulo.

6.- Rango de tensiones a calcular a partir del área de la garganta de soldadura.

7. – Rango de tensiones a calcular a partir del área de la garganta de soldadura considerando la longitud total de la soldadura.

– Terminaciones de soldadura a más de 10 mm del borde de la chapa.

Soldaduras sin tope E (o F):

En el caso de material no soldado pero con accesorios soldados, también se tiene en cuenta la influencia de la soldadura.

Para tensiones perpendiculares a la soldadura – categoría E:

Detalle categoría Detalles constructivos Descripción Requisito
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8.Fijaciones transversales con distancia entre bordes ≥10 mm

9. Rigidizador vertical soldado a una viga o a una viga de chapa.

10. Diafragmas de vigas cajón

soldado a la brida o al alma

9.- El rango de tensiones debe calcularse utilizando las tensiones principales o el procedimiento descrito en [4.3.4] si el rigidizador termina en el alma.

8., 9. y 10. La categoría de detalle se da para:

– Distancia entre cantos ≥10 mm

– Para la distancia del borde < 10 mm la categoría del detalle se rebajará con una curva S-N

E t ≤25 mm
F t > 25 mm

Para soldaduras de unión y de carga – categoría E, para soldaduras de penetración total, soldaduras de filete – W3:

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1. Junta cruciforme soldada a tope de penetración total

1.:- Inspeccionada y encontrada libre de defectos significativos.

La categoría de detalle se da para:

– Distancia del borde ≥10mm

– Para la distancia del borde < 10mm la categoría del detalle se rebajará con una curva S-N

Et ≤25 m
Ft > 25

mm

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Las soldaduras sin tope pueden seleccionarse tomando elementos comunes de elementos soldados y soldaduras con 3 partes conectadas:

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Clasificación en SDC Verifier:

En la herramienta de clasificación es posible asignar la curva S-N para diferentes selecciones y en diferentes direcciones de tensión en una sencilla tabla de clasificación:

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Para verificar la clasificación, debe visualizarse el gráfico de etiquetas coloreadas.

Clasificación en dirección X (paralela a la soldadura):

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Clasificación en la dirección Y (perpendicular a la soldadura):

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Clasificación en la dirección XY:

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Las comprobaciones de fatiga según la norma DNV RP C203 pueden realizarse en SDC Verifier. El reconocimiento automático de soldaduras, la conversión de resultados y la herramienta de clasificación contribuyen a agilizar la verificación.

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