On the determination of maps of fatigue damage under uniaxial stochastic loads

• Autorzy: Kolenda J.

Warianty tytułu

PL

O wyznaczaniu warstwic uszkodzeń zmęczeniowych przy jednoosiowych obciążeniach stochastycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with fatigue damage accumulated in elements of machines and structures subjected to stresses in the high-cycle fatigue regime. Uniaxial stationary stochastic stresses are considered which are modelled by an equivalent stress in the form of a Gaussian process. The equivalence conditions are based on the theory of energy transformation systems. It is assumed that the mean value and the power spectral density of the original stress are known. The ratio of the required design life and the expected value of the time to failure is determined as the fatigue damage parameter the values of which can be used for visualization of fatigue damage of the material by means of maps.

PL

Praca dotyczy uszkodzeń zmęczeniowych elementów maszyn i konstrukcji poddanych naprężeniom w zakresie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej wysokocyklowej. Rozpatrywane jest jednoosiowe naprężenie stacjonarne, które zamodelowano naprężeniem równoważnym w postaci procesu Gaussa. Warunki równoważności oparto na teorii systemów transformacji energii. Założono znajomość wartości średniej i gęstości widmowej mocy naprężenia. Iloraz założonego czasu eksploatacji i wartości oczekiwanej czasu do chwili pęknięcia przyjęto jako parametr uszkodzenia zmęczeniowego, którego wartości mogą być użyte do wizualizacji stopnia uszkodzenia zmęczeniowego materiału za pomocą warstwić.

Słowa kluczowe

EN

fatigue; stochastic stress; equivalent stress; fatigue damage parameter

PL

zmęczenie; naprężenie stochastyczne; naprężenie równoważne; parametr uszkodzenia zmęczeniowego

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 60, nr 2
• Strony: 175--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Kolenda J.

• Naval Academy, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, 81-103 Gdynia, Śmidowicza 69 Str., Poland

Bibliografia

• [1] S. Kocańda, Fatigue failure of metals, WNT, Warszawa, 1985 (in Polish).
• [2] S. Kocańda, J. Szala, Fundamentals of fatigue calculations, PWN, Warszawa, 1997 (in Polish).
• [3] I. V. Papadopoulos, P. Davoli, C. Gorla, M. Filippini, A. Bernasconi, A comparative study of multiaxial high-cycle fatigue criteria for metals, Int. J. Fatigue, 3, 1997, 219-235.
• [4] J. Kolenda, On fatigue safety of metallic elements under static and dynamic loads, Gdańsk University of Technology, 2004.
• [5] A. Niesłony, Determination of fatigue damage maps with spectral methods, Opole University of Technology, 2008 (in Polish).
• [6] R. Browell, Calculating and displaying fatigue results, ANSYS, Inc., 2006.
• [7] U. Kocabicak, M. Firat, A simple approach for multiaxial fatigue damage prediction based on FEM post-processing, Materials and Design, 25, 2004, 73-82.
• [8] Comsol Multiphysics, Structural mechanics module users guide, Version 3.3, COMSOL AB, Stockholm, 2006.
• [9] Matlab User Guide, Release 14 with Service Pack 2, Version V, The MathWorks, Inc., 2005.
• [10] C. Cempel, Theory of energy transformation systems and their application in diagnostics of operating systems, Applied Math. and Computer Sciences, 2, 1993, 533-538.
• [11] A. Almar-Naess (ed.), Fatigue handbook. Offshore steel structures, Tapir Publishers, Trondheim, 1985.
• [12] J. Kolenda, Spectral criterion of infinite fatigue life of beams under combined random load, Polish Maritime Research, 2, 2002, 3-7.
• [13] A. Preumont, Vibrations aléatoires et analyse spectrale, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, CH-1015, Lausanne, 1990.
• [14] A. Pacut, Probability, Theory, Probabilistic modelling in technology, WNT, Warszawa, 1985 (in Polish).
• [15] A. Blake, (ed.), Handbook of mechanics, materials and structures, J. Wiley & Sons, New York, 1985.
• [16] J. Awrejcewicz, W. A. Krysko, Vibrations of continuous systems, WNT, Warszawa, 2000 (in Polish).
• [17] J. Kolenda, Lectures on vibrations, Polish Naval Academy, Gdynia, 2009.