Numerical investigation of constraint-dependent crack growth in X70 pipeline steel using XFEM-based cohesive segments approach with surface strain-based J-integral evaluation
Notice bibliographique
Résumé
This study employs the Extended Finite Element Method-based cohesive segments approach to investigate the constraint-dependent fracture behavior of API X70 pipeline steel. The Single Edge Notched Tension (SENT) geometry is used for numerical analysis within the Abaqus software since it closely replicates the tip constraint of the surface flaws typically observed on steel pipelines. The primary focus is to derive J-integral and Crack Tip Opening Displacement (CTOD) resistance curves for plain-sided and side-grooved specimens with varying initial crack depths. Before post-processing the XFEM models, validation occurred against experimental data. Then, three J-integral calculation methods were systematically compared, including incremental unloading compliance, CTOD conversion, and the surface strain-based XFEM method. Accordingly, a path-independency analysis of the surface strain-based XFEM method, which overcomes limitations for J-integral evaluation during crack growth, was conducted to assess the influence of the plastic zone. Results indicate that side-grooved specimens yield 3%–10% lower CTOD values than plain-sided counterparts due to enhanced crack-tip constraint while reducing variability in resistance curves. Among the J-integral calculation methods, the surface strain-based XFEM approach yielded results similar to standardized methods for crack extensions lower than 1 mm. However, the incremental unloading compliance-based method underestimates J-integral relative to the other two methods beyond 1 mm. It is also found that shallow cracks may exhibit up to 13% higher J-integral values than deep cracks, highlighting the constraint dependence of fracture toughness. This study’s outcomes show the efficacy of XFEM in simulating low-constraint fracture conditions and provide invaluable insights for pipeline integrity assessments.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».