Measurement method of crack length in compact tension type specimens made from the Al/Ti layered material

• Autorzy: Boroński D. , Kotyk M. , Maćkowiak P.

Warianty tytułu

PL

Metoda pomiaru długości pęknięcia w próbkach zwartych typu CT wykonanych z materiału warstwowego Al/Ti

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study presents a measurement method of fatigue crack length for compact tension specimens (hereinafter called as CT) used for the determination of a material fracture toughness and for fatigue crack growth rate tests. For this purpose, FatigueVIEW consisting of two high-resolution video cameras, completed with a dedicated software, has been used. In order to detect a fatigue crack in a specimen of the CT type and to monitor its length, in the function of the number of load cycles, a method of digital image correlation has been used. The applied research-measurement system enables the operation control of the machine for fatigue tests in relation to the crack length, e.g., through stopping the cyclically variable loading after the specimen reaches the intended length.

PL

W artykule zaprezentowano metodę pomiaru długości pęknięcia zmęczeniowego w próbkach zwartych typu CT stosowanych do wyznaczania odporności materiału na pękanie i w badaniach prędkości pękania zmęczeniowego. Do tego celu użyto systemu FatigueVIEW ze zmodyfikowanym układem pozycjonowania dwóch kamer o wysokiej rozdzielczości, uzupełnionego dedykowanym oprogramowaniem. W celu detekcji pęknięcia zmęczeniowego w próbce typu CT oraz monitorowania jego długości w funkcji liczby cykli obciążenia zastosowano metodę cyfrowej korelacji obrazu. Zastosowany układ badawczo-pomiarowy umożliwia kontrolowanie pracy maszyny do badań zmęczeniowych w zależności od długości pęknięcia, np. poprzez zatrzymanie cyklicznie zmiennego obciążenia próbek po uzyskaniu przez pęknięcie założonej długości.

Słowa kluczowe

EN

fatigue crack; fracture mechanics; compact tension specimen CT; digital image correlation; optomechatronics; FatigueVIEW system

PL

pęknięcie zmęczeniowe; mechanika pękania; próbka zwarta CT; cyfrowa korelacja obrazu; optomechatronika; system FatigueVIEW

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2016
• Tom: no. 3
• Strony: 17--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Boroński D.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz, Poland, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machine Design

autor

Kotyk M.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz, Poland, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machine Design

autor

Maćkowiak P.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz, Poland, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machine Design

Bibliografia

• 1. Ambroziak A.: Zgrzewanie tarciowe materiałów o różnych właściwościach. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011.
• 2. ASTM E1290–08e1. Standard test method for crack-tip opening displacement (CTOD) fracture toughness measurement. American Society for Testing and Materials. 2011.
• 3. ASTM E399–09e2. Standard test method for linear-elastic plane strain fracture toughness KIC of metallic materials. American Society for Testing and Materials. 2011.
• 4. ASTM E647–15. Standard Test Method for Measurement of Fatigue Crack Growth Rates. American Society for Testing and Materials. 2015.
• 5. Boroński D., Sołtysiak R., Giesko T., Marciniak T., Lutowski Z., Bujnowski S.: The Investigations of Fatigue Cracking of Laser Welded Joint with the Use of FatigueVIEW System. Key Engineering Materials. 2014, 598, 26–31.
• 6. Campa W., Dhalléa M.M.J., Wessela W.A.J., Warnetb L., Atli-Veltinc B., Puttenc S., Damd J.A.M., Brakea H.J.M.: Cryogenic fatigue and stress-strain behavior of a fibre metal laminate. Physics Procedia. 2015, 67, 1043–1048.
• 7. Fan M., Domblesky J., Jin K., Liang Qin, Cui S., Guo X., Kim N., Tao J.: Effect of original layer thicknesses on the interface bonding and mechanical properties of Tisingle bond Al laminate composites. Materials & Design. 2016, 99, 535–542.
• 8. Hamia R., Cordier Ch., Dolabdjian Ch.: Eddy-currentnon-destructive testing system for the determination of crack orientation. NDT&E International. 2014, 61.
• 9. Kerely G.I.: Equalitions of State for Titanium and Ti6A14V Allov. Sandia Report. 2003.
• 10. Khiem N.T., Toan L.K.: A novel method for crack detection in beam-like structures by measurements of natural frequencies. Journal of Sound and Vibration. 2014, 333, 4084–4103.
• 11. Marciniak T. Bujnowski S., Lutowski Z., Boroński D., Giesko T.: Digital image correlation–universal tools versus custon solutions. Problemy Eksploatacji. 2010, 4, 19–28.
• 12. Nguyen K.V.: Crack detection of a double-beam carrying a concentrated mass. Mechanics Research Communications. 2016, 75, 20–28.
• 13. Yun-Byum J., Koyamaa M., Sawaguchib T., Tsuzakia K., Noguchia H.: In situ microscopic observations of low-cycle fatigue-crack propagation in high-Mn austenitic alloys with deformation-induced ε-martensitic transformation. Acta Materialia. 2016, 112, 326–336.
• 14. Zbrowski A., Samborski T., Giesko T., Boroński D.: Opto-mechatronic system for fatigue crack monitoring of riveted joinst. Problemy Eksploatacji. 2010, 4, 153–162.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.