Modeling of hoop stress in defect-free steel pipe subjected to internal pressure and temperature difference using finite element analysis and response surface methodology
Notice bibliographique
Résumé
In the present work, modeling of hoop stress in the defect-free structural steel pipe was done under the combined effect of internal hydrostatic pressure and temperature difference using finite element analysis (FEA) and response surface methodology (RSM). The FEA simulation was done on the quarter-ellipsoidal sections of the structural steel pipe specimen using ANSYS 2022 R1 software. The calculated hoop stress using FEA was in agreement with the analytical solution of hoop stress. The thermodynamically induced hoop stress due to the temperature difference (without internal hydrostatic pressure) exhibited a compressive state at the inner wall and a tensile state at the outer wall of the specimen. This compression-tension state also provided a thermodynamic situation at which the total hoop stress becomes null at the neutral axis. However, when the specimen was subjected to internal hydrostatic pressure (in addition to the temperature difference), the initial neutral axis received a thermomechanical hoop stress of a tensile nature. A drop in the burst pressure from 11.5 MPa to 9.9 MPa was observed when the steel pipe was subjected to a maximum temperature difference of 40 °C. A new analytical equation for thermomechanical hoop stress was developed using RSM modeling by considering independent variables as the normalized position in the wall (ṝ), internal hydrostatic pressure (P), and temperature difference (ΔT). The developed analytical equation envisages that the interacting effect of independent variables ṝ(ΔT) was maximum, followed by the interacting effect of ṝ(P). An optimum internal hydrostatic pressure of 7.43 MPa was calculated considering the flow stress of the material for all possible combinations of the other two independent variables (ṝ and ΔT). Furthermore, at the optimum ΔT of 39.65 °C, the interacting effect of the ṝ(P) provided contour-curvature plots, both below the yield strength and endurance limit, considering different combinations of normalized position in the wall and internal hydrostatic pressure.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».