Application of the direct spectral method to cycle identification for multiaxial stress in fatigue analysis

• Autorzy: Kozień M. S. , Smolarski D.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.285.6117

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody spektralnej bezpośredniej do identyfikacji cykli dla wieloosiowego stanu naprężeń w analizie zmęczeniowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the article, the means of application of the direct spectral method for the identification of the stress cycles for multiaxial stress is discussed. Two cases are analyzed. The first, when components of stress tensor are in phase, and the second, when they are shifted in phase. The second case is associated with the practical application for the crane wheel.

PL

W artykule przedstawiono sposób zastosowania metody spektralnej bezpośredniej do identyfikacji cykli naprężeń o charakterze wieloosiowym. Rozważane są dwa przypadki. Pierwszy, gdy składowe tensora naprężeń są zgodne w fazie i drugi, gdy są one przesunięte w fazie. Drugi przypadek jest związany z praktycznym zastosowaniem dla koła suwnicy.

Słowa kluczowe

EN

fatigue analysis; cycle counting; spectral method; multiaxial stress

PL

analiza zmęczeniowa; zliczanie cykli naprężeń; metoda spektralna; naprężenia wieloosiowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 5-M
• Strony: 53--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., wz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kozień M. S.

• Institute of Applied Mechanics, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Smolarski D.

Bibliografia

• [1] Bathias C., Pineau A (Eds.), Fatigue of materials and structures. Application to design and damage, Wiley, Hoboken 2011.
• [2] Benasciutti D., Tovo R., On fatigue damage assessment in bimodal random process, International Journal of Fatigue, Vol. 29, 2007, 232–244.
• [3] Braccesi C., Cianetti F., Lori G., Pioli D., Fatigue behaviour analysis of mechanical component subject to random bimodal stress process: frequency domain approach, International Journal of Fatigue, Vol. 27, 2005, 335–345.
• [4] Carpinteri D., Spagnoli A., Multiaxial high-cycle fatigue criterion for hard metals, International Journal of Fatigue, Vol. 23, 2001, 135–145.
• [5] Dowling N.E., Mechanical behaviour of materials. Engineering methods for deformations, fracture and fatigue, Prentice-Hall International Editors Inc., Englewood Cliffs, 1993.
• [6] Fu T.-T., Cebon D., Predicting fatigue lifes for bi-modal stress spectral density, International Journal of Fatigue 22, 2000, 11–21.
• [7] Garud Y.S., A multiaxial fatigue: a survey of the state-of-the-art, Journal of Test Evaluation, Vol. 9, No. 3, 1981, 165–178.
• [8] Gough H.J., Pollard H.V., The strength of metals under combined alternating stress, Proc. Inst. Mech. Eng., No. 131, 1935, 3–18.
• [9] Kenmeugne B., Soh Fotsing B.D., Anago G.F., Fogue M., Robert J.-L., Kenne J.-P., On the evolution and comparison of multiaxial fatigue criteria, International Journal of Engineering and Technology, Vol. 4, No. 1, 2012, 37–46.
• [10] Kocańda S., Szala J., Podstawy obliczeń zmęczeniowych, PWN, Warszawa 1997.
• [11] Kozień M.S., Smolarski D., Analytical simulation of application of FFT based spectral method of fatigue cycle counting for multiaxial stress on example of pulse excited beam, Engineering Mechanics 19(5), 2012, 1–7.
• [12] Kozień M.S., Smolarski D., Formulation of the spectral direct method for cycle counting of bimodal multiaxial stress, Book of Abstracts, 39th Solid Mechanics Conference SolMech (Eds. Kowalewski Z.L., Ranachowski Z., Widłaszewski J.), Warszawa–Zakopane 2014, 305–306.
• [13] Kozień M.S., Smolarski D., Formulation of a direct spectral method for counting of cycles for bi-modal stress history, Solid State Phenomena, Vol. 224, 2015, 69–74, DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.224.69.
• [14] Kozień M.S., Szybiński B., Method of estimation of life time for vibrating engineering structures with irregular time history response, Proceedings of the 5th International Conference on Very High Cycle Fatigue, Berlin 2012, 539–544.
• [15] Lee Y.-L., Barkey M.E., Kang H.-T., Metal fatigue analysis handbook. Practical problem-solving techniques for computer-aided engineering, Butterworth-Heinemann, Elsevier, Waltham, Oxford 2012.
• [16] Ligaj B., An analysis of the influence of cycle counting methods on fatigue life calculations of steel, Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance, Vol. 4 (168), 2011, 25–43.
• [17] Liu Y., Mahadevan S., Multiaxial high-cycle fatigue criterion and life prediction for metals, International Journal of Fatigue, Vol. 27, 2005, 790–800.
• [18] Łagoda T., Energetyczne modele oceny trwałości zmęczeniowej materiałów konstrukcyjnych w warunkach jednoosiowych i wieloosiowych obciążeń losowych, Studia i Monografie z. 76, Wyższa Szkoła Inżynierska w Opolu, Opole 1995.
• [19] Łagoda T., Macha E., Wieloosiowe zmęczenie losowe elementów maszyn i konstrukcji, Studia i Monografie z. 121, Politechnika Opolska, Opole 2001.
• [20] Macha E., Modele matematyczne trwałości zmęczeniowej materiałów w warunkach losowego złożonego stanu naprężenia, Prace Naukowe Instytutu Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej Politechniki Wrocławskiej nr 41, Seria Monografie nr 13, Politechnika Wrocławska, Wrocław 1979.
• [21] Matake T., An explanation on fatigue limit under combined stress, Bulletin of the Japan Society of Mechanical Engineering, Vol. 20, 1977, 257–263.
• [22] McDiarmid D.L., Fatigue under out-of-phase bending and torsion, Fatigue Eng Mater Struct, Vol. 9, No. 6, 1987, 457–475.
• [23] Niesłony A., Wyznaczanie warstwic uszkodzeń zmęczeniowych metodą spektralną, Studia i Monografie z.233, Politechnika Opolska, Opole 2008.
• [24] Niesłony A., Macha E., Wieloosiowe zmęczenie losowe elementów maszyn i konstrukcji Część V: Metoda spektralna, Studia i Monografie z. 160, Politechnika Opolska, Opole 2004.
• [25] Niesłony A., Macha E., Spectral method in multiaxial random fatigue, Springer, Berlin–Heidelberg, 2007.
• [26] Papadopoulos I.V., Avoli P., Gorla C., Filippini M., Bernasconi A.A., A comparitive study of multiaxial high-cycle fatigue criteria for metals, International Journal of Fatigue, Vol. 19, No. 3, 1997, 219–235.
• [27] Papadopoulos I.V., Long life fatigue under multiaxial loading, International Journal of Fatigue, Vol. 23, No. 10, 2001, 839–849.
• [28] Romanowicz P., Analiza zmęczeniowa wybranych elementów maszyn pracujących w warunkach kontaktu tocznego, praca doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków 2009.
• [29] Romanowicz P., Estimation of maximum fatigue loads and bearing life in ball bearings using multi-axial high-cycle fatigue criterion, Applied Mechanics and Materials, Vol. 621, 2013, 157–170.
• [30] Romanowicz P., Szybiński B., Application of selected multiaxial high-cycle fatigue criteria to rolling contact problems, Advanced Materials in Machine Design, Vol. 542, 2014, 95–100.
• [31] Sines G., Behaviour of metals under complex stresses, [in:] Sines G., Waisman J.L. (Eds.), Metal fatigue, Mc-Graw-Hill, New York 1959, 145–169.
• [32] Wang Y.Y., Yao W.X., Evaluation and comparison of several multiaxial fatigue criteria, International Journal of Fatigue, Vol. 26, No. 1, 2004, 17–25.
• [33] You B.R., Lee S.B., A critical review on multiaxial fatigue assessments of metals, International Journal of Fatigue, Vol. 18, No. 4, 1996, 235–244.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)