The probabilistic model of fatigue life estimation for structural elements with heterogeneous stress distribution

• Autorzy: Karolczuk A.

Warianty tytułu

PL

Probabilistyczny model szacowania trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych o niejednorodnych rozkładach naprężeń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the method of determination of two-dimensional probability distribution Pf of crack initiation versus fatigue life N and the fatigue damage parameter: Pf-N-sigma. The proposed distribution Pf uses parameters of the standard fatigue characteristics and allows calculating fatigue life of elements with heterogeneous stress fields at any probability level. The model was successfully verified on experimental test results.

PL

W pracy przedstawiono metodykę wyznaczania dwuwymiarowego rozkładu prawdopodobieństwa Pf inicjacji pęknięcia w funkcji trwałości zmęczeniowej N i parametru uszkodzenia zmęczeniowego sigma: Pf-N-sigma. Zaproponowany rozkład Pf wykorzystuje parametry standardowej charakterystyki zmęczeniowej i pozwala na obliczenie trwałości zmęczeniowej elementów o niejednorodnych polach naprężeń na dowolnym poziomie prawdopodobieństwa. Model został pozytywnie zweryfikowany na podstawie badań eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

weakest link concept; stress gradient; fatigue life; probability distribution

PL

pojęcie najsłabszego ogniwa; najsłabsze ogniwo; gradient naprężenia; wytrzymałość zmęczeniowa; rozkład prawdopodobieństwa

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. LV, nr 3
• Strony: 213--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Karolczuk A.

• Department of Mechanics and Machine Design Opole University of Technology,

Bibliografia

• [1] Papadopoulos I. V.. Panoskaltsis V. P.: Invariant formulation of a gradient dependent multi-axial high-cycle fatigue criterion, Engng Fract Mech 55 (4) (1996), pp. 513-528.
• [2] Morel F.. Palin-Luc T.: A non-local theory applied to high cycle multiaxial fatigue, Fatigue Fract Engng Mater Struct 25 (2002), pp. 649-665.
• [3] Weibull W.: A statistical theory of the strength of materials, Royal Swed. Inst. Engng Res. No 151 (1939), ps. 45.
• [4] Weibull W.: A statistical representation of fatigue failures in solids, Transaction of The Royal Institute of Technology No 27, Stockholm 1949, ps. 50.
• [5] Bomas H., Linkewitz T., Mayra P.: Application of a weakest-link concept to the fatigue limit of the bearing steel SAE 52100 in a bainitic condition, Fatigue Fract Engng Mater Struct 22 (1999), pp. 733-741.
• [6] Delahay T., Palin-Luc T.: Estimation of the fatigue strength distribution in high-cycle multi-axial fatigue taking into account the stress-strain gradient effect, Int J Fatigue 28 (2006), pp. 474-484.
• [7] COMSOL, Structural Mechanics Module User's Guide, version 3.3, 2006.
• [8] Karolczuk A., Lachowicz C.T., Rozumek D., Słowik J.: Badania inicjacji i propagacji pęknięć zmęczeniowych próbek krzyżowych w stali 18G2A, Zeszyty naukowe Politechniki Świętokrzyskiej Nauki Techniczne - Mechanika Nr 4, Kielce 2007, ss. 53-55 (50%), CD, s. 12.
• [9] Bazant Z. P., Novak D.: Probabilistic nonlocal theory for quasibrittle fracture initiation and size effect. I theory, Journal of Engineering Mechanics, Vol. 126, No. 2, (2000), pp. 166-174.
• [10] Łagoda T.: Energetyczne modele trwałości zmęczeniowej materiałów konstrukcyjnych w warunkach jednoosiowych i wieloosiowych obciążeń losowych, Studia i monografie, z. 121. Politechnika Opolska, 2001, ss. 147.