Problem of cyclic hardening or softening in metals under programmed loading

• Autorzy: Mroziński S. , Szala J.

Warianty tytułu

PL

Zagadnienie cyklicznego umocnienia lub osłabienia metali w warunkach obciążenia programowanego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Problem of cyclic hardening or softening in metals and their alloys has been known for over 40 years. Despite such a long period of time there is lack of the universal models describing these processes. The basis of their valuation are experimental tests carried out under constant amplitude sinusoidal loadings. The tests can be performed under constant stress amplitude or constant strain amplitude. These conditions are not equivalent for the range of loadings, where the law of the linear relation of stress from strain is not valid. The problem of the cyclic hardening or softening in metals and their alloys becomes significantly complex in the case of variable amplitude loadings, typical for operating loadings of construction elements. In the paper there was described the investigating of cyclic properties of three alloys: PA7 aluminium alloy strongly hardening cyclically, 30HGSA alloy steel strongly softening cyclically and C45 constructional steel which, depending on loading level, undergoes cyclic softening or cyclic hardening. The tests were carried out under programmed loadings with gradually increasing stress amplitude.

PL

Zjawisko cyklicznego umocnienia lub osłabienia metali i ich stopów jest znane od ponad 40 lat. Mimo tak długiego okresu badań brak jest ogólnego opisu uniwersalnych modeli tych zjawisk. Podstawą w ich ocenie są badania doświadczalne prowadzone w warunkach obciążeń sinusoidalnych stałoamplitudowych. Wyróżnia się badania ze stałą amplitudą naprężenia lub stałą amplitudą odkształcenia. Warunki te nie są równoważne w zakresie obciążeń, w których nie obowiązuje prawo liniowej zależności naprężenia od odkształcenia. Zagadnienie cyklicznego umocnienia lub osłabienia metali oraz ich stopów istotnie komplikuje się w przypadku zmiennoamplitudowych obciążeń, które są charakterystyczne dla obciążeń eksploatacyjnych elementów konstrukcyjnych. W pracy opisano badania własności cyklicznych trzech stopów metali: stopu aluminium PA7 silnie umacniającego się cyklicznie, stali stopowej 30HGSA- podlegającej silnemu cyklicznemu osłabieniu oraz stali konstrukcyjnej C45, która w zależności od poziomu obciążenia ulega cyklicznemu osłabieniu lub cyklicznemu umocnieniu. Badania przeprowadzono w warunkach programowanych obciążeń ze stopniowo rosnącą amplitudą naprężenia.

Słowa kluczowe

EN

fatigue life; cyclic properties; cyclic softening; cyclic hardening; fatigue tests

PL

trwałość zmęczeniowa; właściwości cykliczne; osłabienie cykliczne; cykliczne umocnienie; testy zmęczeniowe

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 45, nr 4
• Strony: 83--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mroziński S.

autor

Szala J.

• University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, al. prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

Bibliografia

• [1] Kocańda S., Zmęczeniowe pękanie metali. WNT, Warszawa 1985.
• [2] Kocańda S., Kocańda A., Niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa metali. PWN, Warszawa 1989.
• [3] Kocańda S., Szala J., Podstawy obliczeń zmęczeniowych. PWN, Warszawa 1997.
• [4] Manson S.S., Behaviour of materials under conditions of thermal stress. NACA TN - 2933. 1953.
• [5] Coffin L.F., A study of the effects of cyclic thermal stresses on a ductile metal. Trans. ASME 76, 1954, 931-950.
• [6] Ramberg W., Osgood W.R., Description of stress-strain curves by three parameters. NACA. Tech. Note 402, 1943.
• [7] Mroziński S., Stabilizacja własności cyklicznych metali i jej wpływ na trwałość zmęczeniową. Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Rozprawy Nr 128, 2008.
• [8] Duyi Y., Zhenlin W., A new approach to low cycle fatigue damage based on exhaustion of static toughness and dissipation of cyclic plastic strain energy during fatigue. International Journal of Fatigue 23, 2001, 679-687.
• [9] Duyi Y., Zhenlin W., Change characteristics of static mechanical property parameters and dislocation structures of 45# medium carbon structural steel during fatigue failure process. Materials Science & Engineering A297, 2001, 54-61.
• [10] Szala J., Ligaj B., Szala G., Wytrzymałość wstępnie cyklicznie obciążonych próbek ze stopu aluminium D16CzATW. XIX Sympozjum Zmęczenie i Mechanika Pękania, Pieczyska k. Bydgoszczy, 2002, 373-382.
• [11] Procedury FITNET {Fitness - for - service NETwork).