Investigation of low- and high-cycle fatigue in Al 2024-T4 alloy

• Autorzy: Kłysz Sylwester

Identyfikatory

DOI

10.31648/ts.6087

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of low- (LCF) and high-cycle fatigue (HCF) analyses of 2024-T4 aluminum alloy which is used in aircraft construction, mainly for highly loaded structural components, including for plating, fuselage frames and rotor blade girders in helicopters. The alloy is used in structures where a high strength-to-weight ratio and high fatigue resistance are required. However, the alloy is poorly weldable and has low corrosion resistance. The tests were performed on hourglass and cylindrical samples with parallel and perpendicular orientation relative to the rolling direction. Samples for analysis were obtained from the production line of PZL-130 Orlik TC-II trainer aircraft. The results of the analysis were described by Manson- -Coffin and Morrow equations.

Słowa kluczowe

EN

low-cycle fatigue; high-cycle fatigue; 2024 aluminum alloy; Manson-Coffin equation; Morrow equation; S-N curves

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie
• Czasopismo: Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 23(4)
• Strony: 309--321
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kłysz Sylwester

• Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Wydział Nauk Technicznych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, ul. M. Oczapowskiego 11, 10-719 Olsztyn

Bibliografia

• ASM Aerospace Specification Metals Inc. http://asm.matweb.com.
• DOT/FAA/AR-MMPDS-01. Metallic Materials Properties. 2003. Development and Standardization (MMPDS), U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration.
• Feng L, Qian X. 2018. Low cycle fatigue test and enhanced lifetime estimation of high strength steel S550 under different strain ratios. Marine Structures, 61: 343–360.
• Goss C. 1982. Doświadczalna i teoretyczna analiza własności stali o podwyższonej wytrzymałości w zakresie małej liczby cykli obciążenia. Biuletyn WAT, 11.
• Heinz A., Haszler A., Keidel C., Moldenhauer S., Benedictus R., Miller W. 2000. Recent development in aluminium alloys for aerospace applications. Material Sciences and Engineering A, 280: 102–107.
• Ignatovich S.R., Menou A., Karuskevich M.V., Maruschak P.O. 2013. Fatigue damage and sensor development for aircraft structural health monitoring. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 65: 23-27.
• Kłysz S. 2000. Wpływ przeciążeń i sekwencji obciążeń na własności niskocyklowe stali 18G2A i St3SY. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, 4(124): 139-154.
• Kłysz S., Lisiecki J., Bąkowski T. 2010. Modyfikacja równania do opisu krzywych Wöhlera. Prace Naukowe ITWL, 27: 93-97.
• Li Y., Retraint D., Xue H., Gao T., Sun Z. 2019. Fatigue properties and cracking mechanisms of a 7075 aluminum alloy under axial and torsional loadings. Procedia Structural Integrity, 19: 637–644.
• MIL-HDBK-5J. Department of Defense Handbook-Metallic Materials and Elements for Aerospace Vehicle Structures. 2003.
• Nogueira F., Cunha J., Mateus A., Malça C., Costa J.D., Branco R. 2020. Cyclic plastic behaviour of 7075 aluminium alloy. 1st Virtual Conference on Structural Integrity – VCSI.1 Procedia Structural Integrity, 25: 438–444.
• Petrasek M., Ignatovich S., Karuskevich M., Maslak T. 2013. Surface of metal as an indicator of fatigue damage. Advances in Military Technology, 8(2): 83–91.
• PN-EN 485-2: Aluminium i stopy aluminium – Blachy, taśmy i płyty. Część 2: Własności mechaniczne. 2009.
• PN-EN 573-3: Aluminium i stopy aluminium – Skład chemiczny i rodzaje wyrobów przerobionych plastycznie. Część 3: Skład chemiczny i rodzaje wyrobów. 2009.
• Polak J. 1991. Cyclic plasticity and low cycle fatigue life of metals. Materials Science Monographs, 63.
• Problemy badań i eksploatacji techniki lotniczej. T.2. Eds. J. Lewitowicz, J. Borgoń, W. Ząbkowicz. Wyd. ITWL, Warszawa.
• Sieniawski J. 2002. Rozwój metod projektowania i oceny mikrostruktury i właściwości materiałów konstrukcyjnych dla techniki lotniczej. In: Postępy nauki o materiałach i inżynierii materiałowej. Ed. M. Hetmańczyk. Wydawnictwa Politechniki Śląskiej, Katowice.