Hybrid method of strain and stress analysis in fatigue crack zone.

• Autorzy: Boroński D.

Warianty tytułu

PL

Hybrydowa metoda analizy odkształceń i naprężeń w strefie zmęczeniowego pękania.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper shows the hybrid method of stress and strain distributions analysis. In the method, the results of displacement measurement were used as boundary conditions in the numerical analysis of the tested objects. The numerical analysis was performed with the use of the finite element method (FEM), whereas measurements of displacement were made by laser grating interferometry technique (moire interferometry). Examples of tests presented in the paper show good efficiency of the method in the analysis of stress and strain distribution in the areas of their heterogeneous distribution. Mutual completion of laser grating interferometry and finite element method makes it possible to exclude their disadvantages creating broader possibilities for research impossible to achieve in separate use.

PL

W pracy przedstawiono hybrydową metodę analizy rozkładów odkształceń i naprężeń. W metodzie, wyniki pomiarów przemieszczeń wykorzystano jako warunki brzegowe w analizie numerycznej badanych obiektów. Analizę numeryczną prowadzono z zastosowaniem metody elementów skończonych, zaś pomiary przemieszczeń realizowano metodą laserowej interferometrii siatkowej. Przykłady badań przedstawione w pracy pozwalają zauważyć dobrą skuteczność metody w analizie rozkładów odkształceń i naprężeń w obszarach o ich niejednorodnych rozkładach. Wzajemne uzupełnianie się metody laserowej interferometrii siatkowej i metody elementów skończonych pozwala wykluczyć ich niedogodności, stwarzając szersze możliwości prowadzenia badań, niemożliwe do osiągnięcia przy ich samodzielnym zastosowaniu.

Słowa kluczowe

EN

fatigue of metals; stress analysis; strain analysis; fatigue crack zone; fatigue cracks; numerical analysis; FEM; laser grating interferometry

PL

zmęczenie metali; analiza naprężeń; analiza odkształceń; strefa pękania zmęczeniowego; pękanie zmęczeniowe; analiza numeryczna; MES (metoda elementów skończonych); interferometria siatkowa laserowa

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. LIII, nr 3
• Strony: 227--246
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Boroński D.

• University of Technology and Agriculture, Al. prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland,

Bibliografia

• [1] Boroński D.: The investigations of stress and strain distributions in notched specimens in cyclic loading conditions, Doctor's Thesis, ATR Bydgoszcz 1999 (in polish).
• [2] Boroński, D., Szala, J.: The Quasihybrid Method of Strain Analysis in the Fatigue Life Calculation Methods, "Structural Integrity in the 21st Century", EMAS, 2000, pp. 133-140.
• [3] Lipski A.: Numerical determination of fatigue life for I-mode cracking, Zeszyty Naukowe ATR w Bydgoszczy, Nr 222, Mechanika 45, Bydgoszcz 1999 r., pp. 55-63 (in polish).
• [4] Boroński, D., Szala, J.: The hybrid strain analysis in fatigue loading conditions, Proceedings of the 8th International Fatigue Congress, Stockholm, EMAS, 2002 pp. 2775-2782.
• [5] Nishioka, T: Hybrid numerical methods in static and dynamic fracture mechanics, Optics and Lasers in Engineering, Vol. 32, 1999, pp. 205-255.
• [6] Laermann K-H., 2000. Hybrid techniques in experimental solid mechanics. [In] Optical Methods in Experimental Solid Mechanics, K-H Laermann eds. Springer-Verlag.
• [7] Kapkowski J., Kujawińska M.: The current applications of hybrid techniques in solid mechanics. Proceedings of 16th Symposium on Experimental Mechanics of Solids, Jachranka, 1994, pp. 132-151 (in polish).
• [8] Poon C. Y., Ruiz C: Hybrid experimental-numerical approach for determining strain energy release rates, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, Vol. 20, 1994, pp. 123-131.
• [9] Kobayashi A. S.: Hybrid method in elastic and elastoplastic fracture mechanics, Optics and Lasers in Engineering, Vol. 32, 1999, pp. 299-323.
• [10] Jayarama Rao G., Rathinam P., Narayanan R.: Development of Hybrid Method Coupling Moire Interferometry and Finite Element Analysis, Computers and Structures, Vol. 60, No. 3, 1996, pp. 433-440.
• [11] Boroński D., Giesko T, Salbut L.: The design and realisation of the laser grating interferometer for full field strain analysis in structural parts, Proceedings of 20th Symposium on Fundamentals of Machine Design, ZN Nr 270 Mechanika Z. 68, Opole, 2001, pp. 103-110 (in polish).
• [12] Boroński D., Szala J.: Laser grating extensometer LES for fatigue full-field strain analysis, ECF 14 Fracture Mechanics Beyond 2000, EMAS, 2002, pp. 297-304.
• [13] Boroński D., Szala J.: Examining the zones of fatigue crack initiation using a laser grating extensometer LES, Przegląd Mechaniczny, 7-8, 2002, pp. 25-32 (in polish).
• [14] ANSYS Online Help, SAS IP, Inc., 1999.
• [15] Kohnke P.: (red.), ANSYS Theory Reference, Release 5.6, 12th Edition, SAS IP, Inc., 1999.