Probabilistyczna ocena trwałości zmęczeniowej konstrukcji metalowych w warunkach dwuwymiarowego rozwoju pękania.

• Autorzy: Ułanowicz L.

Warianty tytułu

EN

Probabilistic evaluation of fatigue life of metal structures under two-dimensional crack propagation.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sposób przewidywania trwałości zmęczeniowej losowo obciążonych elementów konstrukcji przy wykorzystaniu opisu pękania zmęczeniowego w ujęciu dwuwymiarowym. Prędkość pękania zmęczeniowego w dwóch kierunkach opisano stochastycznym równaniem różniczkowym z małym parametrem. Wykorzystując funkcję charakterystyczną procesu przekształcono stochastyczne równanie różniczkowe do równania różniczkowego cząstkowego opisującego chwilową zmianę funkcji gęstości pęknięcia w dwóch kierunkach. Otrzymane równanie jest uogólnionym równaniem Fokkera-Plancka zawierającym funkcję korelacji losowej amplitudy naprężeń oraz losowej odporności materiału w wybranych kierunkach pękania. Przedstawiona metoda pozwala w sposób uproszczony ocenić trwałość resztkową konstrukcji z zachowaniem wymogów niezawodnościowych i bezpieczeństwa konstrukcji. Rozważania teoretyczne poparto praktycznym przykładem probabilistycznego określenia trwałości zmęczeniowej piasty koła podwozia samolotu w warunkach eksploatacji.

EN

The intended aim of the paper is to present a method of forecasting the fatigue life of randomly loaded structural components. The two-dimensional approach to the phenomenon of fatigue cracking features the method. The rate of fatigue cracking in two directions has been described with a stochastic differential equation with a low parameter. With a characteristic function of the process engaged, the stochastic differential equation has been rearranged into a partial differential equation which describes an instantaneous change in density function of cracking in two directions. The equation arrived at is a generalised Fokker-Planck equation which includes a function of correlation between a random stress amplitude and random strength of material in the selected directions of cracking. The presented method enables simplified evaluation of residual strength of the structure, with the structure-reliability and - safety requirements satisfied. Theoretical considerations have been supported with an example of practical probabilistic determination of fatigue life of an undercarriage wheel's hub under operational conditions.

Słowa kluczowe

PL

współczynnik intensywności naprężeń; półeliptyczne pęknięcie zmęczeniowe; amplituda naprężeń; współczynnik korekcji; funkcja rozkładu prawdopodobieństwa; odporność na propagację; stała materiałowa

EN

stress intensity factor; semi-elliptic surface crack; stress amplitude; correction coefficient; conditional probability distribution function; resistance to crack propagation; material construction

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 36, nr 4
• Strony: 103--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz.

Twórcy

autor

Ułanowicz L.

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. Księcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa

Bibliografia

• [1] Tomaszek, H., Ułanowicz, L.: Model oceny wzrostu pęknięć zmęczeniowych pod wpływem obciążenia losowego. ZEM 1995, 4(104).
• [2] Ułanowicz, L.: Ocena trwałości resztkowej elementów konstrukcji w warunkach rozwoju pęknięcia przy obciążeniu losowym. ZEM, 1996, 1(105).
• [3] Kocańda, S. Likowski, A.: Badania prędkości pękania i kształtu pęknięcia w stali o podwyższonej wytrzymałości przy zmiennym zginaniu. Mechanika Teoretyczna i Stosowana, 1979, 4, 17.
• [4] Skalmierski, B., Tylikowski A.: Metody stochastyczne w mechanice. Politechnika Śląska, Gliwice 1971.
• [5] Kocańda, S., Tomaszek, H.: Wyznaczenie trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcji lotniczych przy obciążeniu losowym. Materiały na zebranie naukowe Komitetu Budowy Maszyn PAN. Informator ITWL, Kiekrz XI, 1989.