Zastosowanie metody MES do oceny prędkości zmęczeniowego pękania w próbkach krzyżowych

• Autorzy: Rozumek D. , Lachowicz C.

Warianty tytułu

EN

Application of FEM to assessment of the fatigue crack growth rate in cruciform specimens /

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Próbki wykonano ze stali 18G2A (S355J0) z koncentratorem naprężeń w postaci centralnego otworu o średnicy a[0] = 3,0 mm. Dwuosiowe badania zmęczeniowe prowadzono przy obciążeniu z kontrolowaną siłą o charakterze sinusoidalnym i współczynniku korelacji wzajemnej pomiędzy przebiegami sił równym -1. Rozwój pęknięć zmęczeniowych były mierzony na powierzchni próbek za pomocą mikroskopu optycznego. Do opisu wyników prędkości pęknięć zmęczeniowych zastosowano metodę analityczną i metodę numeryczną. W metodzie numerycznej obliczenia wykonywano przy użyciu metody elementów skończonych (MES) i metody elementów brzegowych (MEB). Uzyskano dobrą korelację pomiędzy zastosowanymi metodami.

EN

The specimens made of 18G2A (S355J0) steel, each with one stress concentrator in form of central hole of 3.0 mm. Biaxial fatigue tests were conducted under load-controlled power of a sinusoidal and the coefficient of cross correlation in between the forces equal to -1. The fatigue crack growth were measured at the surface of specimens using an optical microscope. The analytic and numerical methods were applied for description of the fatigue crack growth rate. The method of numerical calculation was performed using the finite element method (FEM) and boundary element method (BEM). Good correlation has been obtained owing to the methods.

Słowa kluczowe

PL

metody analityczne; metody numeryczne; prędkość pęknięć zmęczeniowych; rozciąganie-ściskanie

EN

analytical methods; fatigue crack growth rate; numerical methods; tension-compression

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 107, z. 3-M
• Strony: 119--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.,Il., tab., wy., wzór

Twórcy

autor

Rozumek D.

autor

Lachowicz C.

• Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Molski K., Będkowski W., Investigation of the crack growth on the cruciform specimens with sharp notches under biaxial loading, Proc. 5th Int. Conference on Biaxial/Multiaxial Fatigue and Fracture, edited by Macha E. and Mróz Z., Technical University of Opole, 1997, 481-490.
• [2] Lecompte D., Smits A., Sol H., Vantomme J., Hemelrijck D.V., Mixed numerical-experimental technique foe orthotropic parameter identification using biaxial tensile tests on cruciform specimens, Int. J. of Solids and Structures, 44 (2007), 1643-1656.
• [3] Thum A., Petersen C., Swenson O., Verformung, Spannung und Kerbwirkung, VDI, Duesseldorf 1960.
• [4] Karolczuk A., Rozumek D., Lachowicz C.T., Słowik J., Inicjacja i rozwój pęknięć zmęczeniowych w próbkach krzyżowych z karbem, Przegląd Mechaniczny, 12 (2007), 18-24.
• [5] Kasprzyczak L., Słowik J., Macha E., System mechatroniczny do badań zmęczeniowych próbek krzyżowych na bazie dwuosiowej maszyny hydraulicznej MZPK 100, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, Mechanika, z. 83, Nr 305, Opole 2005, 69-76.
• [6] COMSOL, Structural Mechanics Module User’s Guide, version 3.3, 2006.
• [7] www.cfg.cornell.edu/software/software.htm.
• [8] Rozumek D., Prędkość wzrostu pęknięć zmęczeniowych w płaskich próbkach krzyżowych, Przegląd Mechaniczny, 6 (2008), 39-43.
• [9] Paris P.C., Erdogan F., A critical analysis of crack propagation laws, J. of Basic Eng., Trans. American Society of Mechanical Engineers, 85 (1960), 528-534.
• [10] Kocańda S., Szala J., Podstawy obliczeń zmęczeniowych, PWN, Warszawa 1997, 288.