Fatigue life of cast irons GGG40, GGG60 and GTS45 under combined variable amplitude tension with torsion.

• Autorzy: Łagoda Tadeusz , Macha Ewald , Niesłony Adam , Mueller Andreas

Warianty tytułu

PL

Trwałość zmęczeniowa żeliwa GGG40, GGG60 i GTS45 przy kombinacji zmienno-amplitudowego rozciągania ze skręcaniem.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper contains the fatigue tests results for specimens made of three cast irons under proportional and non-proportional variable ampliude tension with torsion. The experimental data for long fatigue life have been compared with those calculated according to the algorithm with use of the modified criterion of the maximum normal stress in the critical plane. In the considered algorithm the Palmgren-Miner hypothesis of damage cumulation seems to be useless whereas the Palmgren-Miner hypothesis give satisfactory results. Applying the method of fatigue damage cumulation we obtain the critical plane direction which agrees with the experimental fracture plane very well.

PL

W pracy analizowane są wyniki badań zmęczeniowych próbek z trzech rodzajów żeliwa w warunkach proporcjonalnego i nieproporcjonalnego zmienno-amplitudowego rozciągania ze skręcaniem. Dane eksperymentalne z zakresu długotrwałej wytrzymałości zmęczeniowej są porównywane z obliczonymi według algorytmu wyznaczania trwałości zmęczeniowej przy użyciu zmodyfikowanego kryterium maksymalnego naprężenia normalnego w płaszczyźnie krytycznej. Nieprzydatna dla badanego żeliwa i warunkach obciążenia ukazała się w tym algorytmie liniowa hipoteza kumulacji uszkodzeń Palmgrena-Minera. Natomiast zadowalające wyniki uzyskano stosując nieliniową hipotezę Serensena-Kagayeva. Stosując metodę kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych uzyskano bardzo dobrą zgodność obliczeniowych płaszczyzn krytycznych z eksperymentalnymi.

Słowa kluczowe

EN

fatigue life; cast iron; tension; torsion

PL

trwałość zmęczeniowa; żeliwo; rozciąganie; skręcanie

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 48, nr 1
• Strony: 55--69

Twórcy

autor

Łagoda Tadeusz

• Technical University of Opole, Department of Mechanics and Machine Design, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland

autor

Macha Ewald

• Technical University of Opole, Department of Mechanics and Machine Design, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland

autor

Niesłony Adam

• Technical University of Opole, Department of Mechanics and Machine Design, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland

autor

Mueller Andreas

• Fraunhofer-Institute fuer Betriebsfestigkeit Darmstadt, now: BMW AG, EG-542, D-80788 Muenchen, Germany

• Technical University of Opole, Department of Mechanics and Machine Design, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole,

Bibliografia

• [1] Łagoda T. Macha E., Będkowski W.: A critical plane approach based on energy concepts: application to biaxial random tension-compression high-cycle fatigue regime. Int. J.Fatigue, vol. 21, 1999, pp. 431-443.
• [2] Müller A.: Strength of multiaxial stochastic loaded nodular and malleably cast iron. Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit, Bericht Nr. FB-203, Darmstadt 1994, S. 140 (in German).
• [3] Neugebauer J.: Fatigue behaviour of cast iron materials under multiaxial loading with different frequencies. Bericht Nr. FB-175, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit (LBF), Darmstadt 1986, S. 176 (in German).
• [4] Grubisic V., Neugebauer J.: Strength of nodular cast iron under combined static and dynamic multiaxial loading. Bericht Nr. FB-149, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit (LBF), Darmstadt 1979, S. 57 (in German).
• [5] ASTM E 1049-85 (1997), Standard practices for cycle counting in fatigue analysis, in: Annual Book of ASTM Standards, Vol. 03.01, Philadelphia 1999, pp. 710-718.
• [6] Łagoda T., Macha E.: Estimated and experimental fatigue lives of 30CrNiMo8 steel under in- and out-of-phase combined bending and torsion with variable amplitudes, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., vol. 17, 1994, pp. 1307-1318.
• [7] Corten H.UT., Dolan T.L.: Cumulative fatigue damage. Int. Conf. Metals, The Institution of Mechanical Engineers, London 1956, pp. 235-246.
• [8] Miner M.A.: Cumulative damage in fatigue. J. Applied Mechanics, vol. 12, 1945, pp. 159-164.
• [9] Palmgren A.: Die Lebensdauer von Kugellagern. VDI-Z, vol. 68, 1924, ss. 339-341.
• [10] Serensen S.V., Kogayev V.P., Snajderovic R.M.: Nesuščaja sposobnost i rasčet detalej mašin na pročnost. Izd. 3-e, Mašinostroenie, Moskwa 1975, s. 488 (in Russian).
• [11] Łagoda T., Macha E.: Estimated and experimental fatigue lives of 30CrNiMo8 steel under in- and out-of-phase combined bending and torsion with variable amplitudes. Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., vol. 17, 1994, pp. 1307-1318.
• [12] Socie D.F.: Critical plane appraches for multiaxial fatigue damage assessment, Advances in Multiaxial Fatigue. ASTM STP 1191, D.L. McDowel and R. Ellis, Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1993, pp. 7-36.
• [13] Wang C.H., Brown M.W.: A path-independent parameter for fatigue under proportional and non-proportional loading, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., vol 16, 1993, pp. 1285-1298.
• [14] Morel F.: A mesoscopic approach to describe the high cycle fatigue behaviour of metals submitted to multiaxial loading. Scientific Papers of the Institute of Materials Science and Applied Mechanics of the Wroclaw University of Technology No 60, Conferences No 8, Wrocław 1998, pp. 12-54.
• [15] Papadopoulos I.V.: A new criterion of fatigue strength for out-of-phase bending and torsion of hard metals. Int. J. Fatigue, vol 16, 1994, pp. 377-384.
• [16] Lease K.B., Stephens R.I.: Fatigue of A356-T6 cast aluminum alloy under variable amplitude loading. Proc. Fourth Int. Conf. on Fatigue and Fatigue Thresholds, Fatigue '90, H. Kitagawa and T. Tanaka, Eds., Materials and Component Engng Publications 1990, 1, pp. 493-498.
• [17] Perov S.N., Ogarevic V.V., Stephens R.I.: Application and verification of fatigue life calculation methods for AZ91E-T6 cast magnesium alloy under variable amplitude loading. J. Engng Mater. Technol. ASME, vol. 115, 1993, pp. 385-390.
• [18] Smith K.N., Watson P., Topper T.H.: A stress-strain function for the fatigue of metals. Journal of Materials, Vol. 5, 1970, pp. 767-776.
• [19] Fatemi A., Socie D.F.: A critical plane approach to multiaxial fatigue damage including out-of-phase loading. Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., vol. 11, 1988, pp. 149-165.