Analiza rozwoju małych pęknięć zmęczeniowych od otworu oraz mikromechanizm pękania platerowanej blachy stopu aluminium 2024-T3

• Autorzy: Kocańda D. , Hutsaylyuk V. , Hlado V.

Warianty tytułu

EN

Analysis of fatigue small crack growth from a hole and micromechanism of fracture for 2024-T3 Alclad aluminium alloy sheet

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano powstawanie i rozwój małych pęknięć zmęczeniowych propagujących od otworu w obustronnie platerowanej blasze lotniczego stopu aluminium 2024-T3 przy stałoamplitudowym jednostronnym zginaniu (R=0,1). Badania początkowego okresu rozwoju pęknięć przeprowadzone za pomocą mikroskopu SEM pozwoliły ustalić miejsce inicjacji pęknięcia i mikromechanizm pękania blachy aluminiowej. Rozwój pęknięć na powierzchni próbek wyciętych z blachy rejestrowano metodą replik. Wykazano duży rozrzut prędkości pękania w przedziale rozwoju małych powierzchniowych pęknięć, który w blachach o grubości 3 mm sięga do 0,5 mm.

EN

The paper deals with mechanism of small crack initiation and growth from a central hole for 2024-T3 Alclad aluminium alloy sheet under cyclic constant amplitude bending (R=0,1). It was established for 3-mm-thick sheet that surface short cracks do not exceed the length of 0,5 mm. Fatigue lifetime that corresponds to this crack length covers 20-25% of total lives of the specimens. The range of crack length was estimated for mechanistically small crack too. The microfacture analysis, made by using SEM microscope, revelated that in cladded sheet the crack source is located beneath a thin Alclad layer at the border with the matrix material. The quasi-cleavage mechanism of cracking was found in the spot of crack initiation as well as in the vicinity of the crack source and in the Alclad layer. This microfracture analysis revealed a complex shape of a crack head in a thin sheet as well.

Słowa kluczowe

PL

stop aluminium; małe pęknięcia zmęczeniowe; prędkość zmęczeniowego pękania; mechanizm pękania

EN

aluminium alloy sheet; fatigue small crack; crack growth rate; mechanism of cracking

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 56, nr 4
• Strony: 37--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kocańda D.

autor

Hutsaylyuk V.

autor

Hlado V.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Katedra Budowy Maszyn, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] D. Kocańda, S. Kocańda, J. Torzewski, Prędkość zmęczeniowego pękania w stopie aluminium 2024-T3 i możliwości jej odtwarzania przy programowanym widmie obciążeń, Biul. WAT, 2-3, 2003, 69-83.
• [2] D. Kocańda, S. Kocańda, J. Torzewski, Reconstruction of fatigue crack growth rate for 2024-T3 aluminium alloy sheet on the basis of fractographic analysis, Archive Mech. Engineering, LI, 3, 2004, 361-376.
• [3] D. Kocańda, S. Kocańda, J. Torzewski, Prędkość pękania w lotniczym stopie aluminium i możliwość jej odtwarzania przy różnych rodzajach obciążeń, Materiały XXI Sympozjum Mechaniki Eksperymentalnej Ciała Stałego, Jachranka 2004, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2004, 23-44.
• [4] K. J. Miller, E. R. de los Rios (editors), Short fatigue cracks, ESIS Publication 13, Mechanical Engineering Publications, London, 1992.
• [5] K. J. Miller, The two thresholds of fatigue behaviour, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., 18, 9, 1993, 931-939.
• [6] D. Kocańda, Badania krótkich pęknięć zmęczeniowych, Metody doświadczalne w zmęczeniu materiałów i konstrukcji. Badania podstawowe, Cz. II. Zbiór monografii pod red. J. Szali, ATR Bydgoszcz, 2000, 59-148.
• [7] R. J. H. Wanhill, Flight simulation fatigue crack growth guidelines, Proc. 8th Int. Congress Fatigue 2002, 1/5, Sweden, 2002, 573-584.
• [8] J. C. Jr. Newman, E. P. Phillips, M. H. Swain, Fatigue life prediction methodology using small -crack theory, Int. J. Fatigue, 21, 1999, 109-119.
• [9] M. D. Halliday, C. Cooper, P. Poole, P. Bowen, On predicting small fatigue crack growth and fatigue life from long crack data in 2024 aluminium alloy, Int. J. Fatigue, 25, 2003, 709-718.
• [10] D. Kocańda, S. Kocańda, P. Kulec, Krótkie pęknięcia zmęczeniowe w lotniczym stopie aluminium 2024-T3, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, seria Mechanika, z. 83, t. 2, 2005, 83-90.
• [11] X. D. Li, Micromechanical model of stage I to stage II crack growth transition for aluminium alloys, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 24, 217-231, 1996.
• [12] D. Kocańda, Analiza rozwoju krótkich pęknięć zmęczeniowych, Wyd. WAT, 1997.
• [13] D. Kocańda, S. Kocańda, H. Tomaszek, Probabilistic prediction of fatigue life in short crack growth range, Proc. Finfth Int. Conf. on Structural Failure, Product Liability and Technical Insurance. Failures and the Law. Austria, 1995, E.&FN SPON-Chapman & Hall, 1996, 443-451.
• [14] D. Kocańda, S. Kocańda, H. Tomaszek, Probabilistyczny opis rozwoju krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych w elementach ze stopu tytanu, Biul. WAT, nr 5, 2000, 57-70.
• [15] D. Kocańda, S. Kocańda, H. Tomaszek, Probabilistic description of fatigue crack growth in a titanium alloy under complex stress state, Fatigue 2002, Proc. 8th Int. Fatigue Congress, Sweden, ed. A. F. Blom, EMAS U.K, vol. 2/5, 2002, 1299-1306.
• [16] S. Jarema, Etapy zmęczeniowego niszczenia i jego wyniki, Fizyko-chemiczna mechanika materiałów, 6, 1973, 66-72.
• [17] Mechanika pękania i wytrzymałość materiałów, Poradnik, red. V. V. Panasyuk, t. 4, 1988.
• [18] D. Kocańda, V. Hutsaylyuk, V. Hlado, Mechanizm rozwoju krótkich pęknięć zmęczeniowych z otworu w lotniczym stopie aluminium 2024-T3, I Kongres Mechaniki Polskiej, red. J. Kubik, W. Kurnik, W. K. Nowacki, Warszawa, 2007.