Fatigue life of 2017A-T4 aluminium alloy under different types of stress

• Autorzy: Kurek A. , Koziarska J. , Kluger K. , Łagoda T.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyki zmęczeniowe stopu aluminium 2017A-T4 uzyskane przy różnych sposobach obciążenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a comparison of the results of fatigue life experimental results on 2017A-T4 aluminium alloy with tests performed under two types of stress, i.e. tensile-compressive (both strain-controlled and energy parameter controlled) and oscillatory bending (bending moment controlled). The results are obtained by applying the Basquin’s stress-life equation and strain-life equations, including Kandil’s equation, Langer’s equation, and the authors’ own equation. On the basis of own experimental studies and the relevant physical relations, the stress and strain amplitudes occurring in bent rods under smooth specimens were calculated according to the elastoplastic model. The results were then used to compare both types of loads with different types of control.

PL

W pracy przedstawiono porównanie wyników eksperymentalnych badań zmęczeniowych stopu aluminium 2017A-T4 przeprowadzonych dla dwóch rodzajów obciążeń: rozciągania-ściskania (przy sterowaniu odkształceniem oraz parametrem energetycznym) i zginania wahadłowego (przy kontrolowanym momencie zginającym), stosując do tego charakterystyki zmęczeniowe: naprężeniową Basquina, oraz odkształceniowe: Mansona-Coffina-Basquina, Kandila, Langera i własną. Wykorzystując własne badania eksperymentalne oraz odpowiednie związki fizyczne, dokonano przeliczenia amplitud naprężenia i odkształcenia, występujących w zginanych prętach bez karbu geometrycznego według modelu ciała sprężysto-plastycznego. Wyniki posłużyły do porównania obu rodzajów obciążeń przy różnym sposobie sterowania.

Słowa kluczowe

EN

fatigue; plane bending; plastic strain; tension-compression; uniaxial loading

PL

zmęczenie; gięcie płaszczyzny; odkształcenie plastyczne; obciążenie jednoosiowe

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 4
• Strony: 53--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kurek A.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Poland

autor

Koziarska J.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Poland

autor

Kluger K.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Poland

autor

Łagoda T.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Poland

Bibliografia

• 1. Achtelik H., Lachowicz C., Łagoda T., Macha E., 1997 Life time of the notched specimens of 10HNAP steel under proportional bending with torsion, in Proceedings and presented in 1st annual fatigue group meeting of Copernicus Contract CIPA CT940194, Smolenice - Słowacja, 17-18.11.1996, Editor M.Bily, Slovak Academy of Science, pp. 60-69.
• 2. Manson S.S., Muralidharan U., 1987, Fatigue life prediction in bending from axial fatigue information, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct, Vol. 9, No 5, pp. 357-372.
• 3. Troschenko V., 1996, High-cycle fatigue and Inelasticity of Metals, Multiaxial and Fatigue Design, ESIS 21, (Edited by A.Pinueau, G.Cailletaud and T.C.Lindley), Mechanical Engineering Publications, London, pp. 335-348.
• 4. Megahed M.M., 1990, Prediction of bending fatigue behaviour by the reference stress approach, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., Vol. 13, No 4, pp. 361-374.
• 5. Krzyżak D., Kurek M., Łagoda T. Sówka D., 2014, Influence of changes of the bending plane position on the fatigue life, Mat. - wiss. U. Werkstofftech., Vol. 45, No. 11 pp. 1018-1029.
• 6. Basquin O.H., (1910), The exponential law of endurance tests, Am. Soc. Test. Mater. Proc., Vol. 10, pp. 625-630.
• 7. Coffin L. F., (1954), A study of the effect of cyclic thermal stresses on a ductile metal, Trans ASME, Vol. 76, pp. 931-950.
• 8. Radhakrishnan V.M., 1992, On bilinearity of Manson-Coffin low-cycle-fatigue relationship, NASA Technical Memorandum 105840, p. 11.
• 9. Langer B.F., 1962, Design of Pressure Vessels for Low-Cycle Fatigue, ASME J. Basic Eng, Vol. 84, pp. 389-402.
• 10. Manson S.S, 1979, Inversion of the strain-life and strain-stress relationships for use in metal fatigue analysis, Fatigue of Engineering Materials and Structures, Vol. 1, pp. 37-57.
• 11. Manson S.S., 1965, Fatigue: A complex subjectsome simple approximations, Experimental Mechanics, pp. 193-226.
• 12. Chopra O.K., 1999, Effects of LWR coolant environments of fatigue design curves of austenitic stainless steels, U.S. Nuclear Regulatory Commission.
• 13. Kandil F.A., 2000, The Determination of Uncertainties in Low Cycle Fatigue Testing, Standards Measurement & Testing Project No. SMT4-CT97-2165, Issue 1, pp. 1-26.
• 14. Gorash Y., Chen H., 2013, On creep-fatigue endurance of TIG-dressed weldments using the linear matching method, Engineering Failure Analysis, vol. 34, pp. 308-323.
• 15. Ramberg W., Osgood W. R., (1943), Description of stress-strain curves by three parameters, Technical Note No. 902, National Advisory Committee for Aeronautics, Washington DC.
• 16. Będkowski W., Łagoda T., Słowik J.: Strain controlled tests for determining the change of the material fatigue parameters, Materials Science, Vol.43, No. 4, 2007, pp. 492-498.
• 17. Kardas D., Kluger K., Łagoda T., Ogonowski P.: Fatigue life under proportional constant amplitude bending with torsion in energy approach basic on aluminium alloy 2017(a), Materials Science, Vol. 44, No. 4, 2008, pp. 541-549.
• 18. Walat K., Łagoda T., Lifetime of semi-ductile materials through the critical plane approach, Int. J. Fatigue, Vol. 67, 2014, pp.73-77.
• 19. Niesłony A., Łagoda T., Walat K., Kurek M., Multiaxial fatigue behaviour of AA6068 and AA2017A aluminium alloys under in-phase bending with torsion loading condition, Mat.-wiss. U. Werkstofftech, 45, vol. 45, No 10, pp. 947-952.
• 20. Walat K., Łagoda T., Kurek M., Life time assessment of an aluminium alloy under complex low cycle fatigue loading, Materials Testing, vol. 57, 2015, pp.160-164.
• 21. Będkowski W., Słowik J., Badania zmęczeniowe stopu aluminium PA6 przy kontrolowanym parametrze gęstości energii odkształcenia, Raport Nr 1/WM/2004, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska.
• 22. Łagoda T.: Energy modelsfor fatigue life estimation under random loading - Part II - Verification of the model, Int. J. Fatigue, Vol. 23, 2001, No 6, pp. 481-489.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).