Badania odkształceń lokalnych i stref odkształceń plastycznych w karbach geometrycznych metodą interferometrii siatkowej ze względu na diagnozowanie stanu zmęczenia

• Autorzy: Boroński D.

Warianty tytułu

EN

Examining local strains and plastic strain zones in geometric notches by the grating interferometry method with a view of diagnosing the state of fatigue

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań odkształceń w karbach geometrycznych z uwzględnieniem możliwości ich zastosowania w diagnozowaniu stanu zmęczenia w fazie inicjacji pęknięcia zmęczeniowego, pomiar odkształceń w dwuwymiarowym polu analizy z zastosowaniem laserowej interferometrii siatkowej umożliwił analizę przebiegu zmian maksymalnych odkształceń lokalnych oraz analizę rozwoju strefy odkształceń plastycznych w miejscu zagrożonym powstaniem pęknięcia zmęczeniowego, monitorowanie uszkodzenia zmęczeniowego na podstawie quasi-hy-brydowej analizy odkształceń lokalnych w karbie pozwoliło oszacować graniczny stan uszkodzenia zmęczeniowego z błędem w granicach od 4 do 35%; podobnie, zaobserwowany w badaniach rozwój pola objętego odkształceniami plastycznymi wskazuje na potencjalne możliwości zastosowania w diagnozowaniu stanu zmęczenia konstrukcji metody monitorowania stanu strefy odkształceń plastycznych.

EN

Results of examining the strains in geometric notches with regard to their possible application in diagnosing the state of fatigue in the phase of initiation of a fatigue crack. The measurement of strains in twodimensional area of analysis with the application of the laser grating interferometry permitted an analysis of the run of changes in the maximum local strains and also an analysis of the development of the plastic strain zone in the place under a hazard of arising of a fatigue crack. Monitoring a fatigue crack based on the quasi-hybrid analysis of the local strains in the notch permitted to estimate the limit state of a fatigue crack with an error of 4-35%. Likewise, the development of the area covered by plastic strains, as seen from the examinations, indicates potential possibilities of using a method of monitoring the state of the zone of plastic strains in diagnosing the state of fatigue of a structure.

Słowa kluczowe

PL

odkształcenia plastyczne; pęknięcie zmęczeniowe; odkształcenie lokalne; uszkodzenie zmęczeniowe; metoda interferometrii siatkowej

EN

plastic strain; fatigue crack; local strain; fatigue failure; grating interferometry method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 4
• Strony: 26--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il.

Twórcy

autor

Boroński D.

• Akademia Techniczno-Rolnicza, Bydgoszcz

Bibliografia

• 1. Kocańda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych. PWN, Warszawa 1991.
• 2. Kocańda S.: Zmęczeniowe pękanie metali. WNT, Warszawa 1985.
• 3. Fatigue Design Handbook, II edition. Society of Automative Engineering 1988.
• 4. Fatigue crack measurement: techniques and applications. Edited by K. J. Marsh, R. A. Smith, R. O. Ritchie, EMAS 1991.
• 5. The measurement of crack length and shape during fracture and fatigue. Edited by C. J. Beevers, EMAS 1980.
• 6. Szala J.: Hipotezy sumowania uszkodzeń zmęczeniowych. Wydawnictwa Uczelniane ATR, Bydgoszcz 1998.
• 7. Molent L., Aktepe B.: Review of fatigue monitoring of agile military aircraft. Fatigue and Fracture of Materials and Structures, 23/2000.
• 8. Handbook on Experimental Mechanics. Edited by A. Kobayashi, SEM, Bethel 1993.
• 9. Boroński D., Szala J.: The Quasihybrid Method of Strain Analysis in the Fatigue Life Calculation Methods, Structural Integrity in the 21st Century, EMAS 2000.
• 10. Boroński D., Szala J.: The hybrid strain analysis in fatigue loading conditions. Fatigue 2002, Proceedings of The 8th International Fatigue Congress, June 2-7, 2002, Stockholm, EMAS 2002.
• 11. Boroński D.: Quasi-hybrydowa metoda wyznaczania odkształceń w diagnostyce trwałości zmęczeniowej. Problemy Eksploatacji z. 3/2001 (42).
• 12. Boroński D., Szala J.: Badania stref inicjacji pęknięcia zmęczeniowego za pomoc. laserowego ekstensometru siatkowego LES. Przegląd Mechaniczny nr 7-8/2002.
• 13. Post D.: Developments in moire interferometry. Optical engineering, Vol. 21, No. 3/1982.
• 14. Kujawińska M., Sałbut L.: Recent development in instrumentation of automated grating interferometry. Optica Applicata, XXV, 1995, ss. 211-232.
• 15. Kujawińska M., Sałbut L., Dymny G.: Portable, automatic grating interferometer for laboratory and field studies of materials and mechanical elements. Photomechanics, Vol. 2342, 1994.
• 16. Boroński D., Giesko T., Sałbut L.: Projekt i wykonanie laserowego ekstensometru siatkowego do polowej analizy rozkładów odkształceń w elementach konstrukcyjnych. Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, nr 270 Mechanika z. 68, XX Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, Polanica-Zdrój 2001.
• 17. BoroŃski D., Szala J.: Laser grating extensometer LES for fatigue full-field strain analysis. ECF 14 Fracture Mechanics Beyond 2000. EMAS 2002.
• 18. Shingai K.: Cyclic elastic-plastic strain behavior ahead of notches under cyclic tensile load and fatigue life. Advances in Fracture Research, ICF9, Vol. 3, Fatigue of Metallic and NonMetallic Materials and Structures, 1997.
• 19. Nemec J., Gajdos L.: Notch effects in fatigue. Staveb. Cas., 35, c. 5. VEDA, Bratislava, 1987.
• 20. Boroński D.: Rozwój strefy odkształceń plastycznych w karbie w warunkach cyklicznego obciążenia. XVIII Sympozjum Zmęczenie Materiałów i Konstrukcji, Bydgoszcz-Pieczyska 2000.
• 21. Szala J., Mroziński S., Boroński D.: Raport z projektu badawczego KBN „Badanie procesu sumowania uszkodzeń zmęczeniowych w zakresie niskocyklowego zmęczenia” (nr 7 T07A 035 08).