On the determination of maps of fatigue safety under multiaxial stochastic loads

• Autorzy: Kolenda J.

Warianty tytułu

PL

O wyznaczaniu warstwic bezpieczeństwa zmęczeniowego przy wieloosiowych obciążeniach stochastycznych

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy bezpieczeństwa zmęczeniowego maszyn i konstrukcji poddanych naprężeniom poniżej granicy zmęczenia. Rozpatrywane jest wieloosiowe naprężenie stacjonarne, które zamodelowano jednoosiowym naprężeniem równoważnym w postaci procesu Gaussa. Warunki równoważności oparto na hipotezie wytężenia Hubera-Misesa-Hencky'ego i na teorii systemów transformacji energii. Założono znajomość wartości średnich, gęstości widmowych mocy i wzajemnych gęstości widmowych mocy naprężeń składowych. Wyprowadzono wzór na wartość oczekiwaną marginesu bezpieczeństwa zmęczeniowego, która może być użyta do wizualizacji poziomu bezpieczeństwa zmęczeniowego wybranych części konstrukcji za pomocą warstwic.

EN

The paper deals with fatigue safety of machines and structures subjected to stresses below the fatigue limit of the material. Multiaxial 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 Huber-Mises-Hencky strength theory and on the theory of energy transformation systems. It is assumed that the mean values, power spectral densities and cross power spectral densities of the stress processes are known. The formula for the expected value of fatigue safety margin is derived which can be used for visualization of fatigue safety level in selected parts of structural elements by means of maps.

Słowa kluczowe

PL

zmęczenie; naprężenie stochastyczne; naprężenie równoważne; margines bezpieczeństwa zmęczeniowego

EN

fatigue; scholastic stress; equivalent stress; fatigue safety margin

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 60, nr 2
• Strony: 187--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Kolenda J.

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

Bibliografia

• [1] E. Macha (ed.), Multiaxial random fatigue of machine elements and structures (in Polish), Opole University of Technology, Part 1, 1993; Part 2, 1995; Part 3, 1998, Part 4, 2002; Part 5, 2004; Part 6, 2004.
• [2] B. R. You, S. B. Lee, A critical review on multiaxial fatigue assessment of metals, Int. J. Fatigue, 18, 1996, 235-244.
• [3] E. Macha, C. M. Sonsino, Energy criteria of multiaxial fatigue failure, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., 22, 1999, 1053-1070.
• [4] C. Cempel, Theory of energy transformation systems and their application in diagnostics of operating systems, Applied Math. and Computer Sciences, 2, 1993, 533-538.
• [5] J. Kolenda, On fatigue safety of metallic elements under static and dynamic loads, Gdańsk University of Technology, 2004.
• [6] R. Browell, Calculating and displaying fatigue results, ANSYS, Inc., 2006.
• [7] A. Niesłony, Determination of fatigue damage maps with spectral methods (in Polish), Opole University of Technology, 2008.
• [8] X. Pitoiset, A. Preumont, Spectral methods for multiaxial random fatigue analysis of metallic structures, Int. J. Fatigue, 22, 2000, 541-550.
• [9] S. Kocańda, J. Szala, Fundamentals of fatigue calculations (in Polish), PWN, Warszawa, 1997.
• [10] J. Kolenda, Spectral criterion of infinite fatigue life of beams under combined random loads, Polish Maritime Research, 2, 2002, 3-7.
• [11] A. Preumont, Vibrations aléatoires et analyse spectrale, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, CH-1015, Lausanne, 1990.
• [12] A. Pacut, Probability, Theory, Probabilistic modelling in technology (in Polish), WNT, Warszawa, 1985.