New energy model of fatigue damage accumulation and its verification for 45--steel

• Autorzy: Mroziński S. , Topoliński T.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A method of fatigue damage accumulation based upon application of energy indicators of the fatigue process is proposed in the paper. The approach is based on the assumption that the constant fatigue damage lines exist and a diagram of the accumulated dissipation energy representstheir boundary line being a function of the number of cycles until fatiguefailure at a constant level of the total strain. An experimental verification shows a satisfactory agreement between the fatigue life calculationresults (based upon the hypothesis) and tests results. The method is sensitive to a change of both the sequence of loading cycles and number of cycles on a particular level. Therefore, the "cycle by cycle" calculation course is possible.

PL

W pracy omówiono propozycję kumulowania uszkodzeń zmęczeniowych w oparciu o energetyczne wskaźniki procesu zmęczenia. Propozycja wykorzystuje założenia istnienia linii stałych uszkodzeń zmęczeniowych, z których linię graniczną stanowi wykres zmienności kumulowanej energii dyssypacji w funkcji liczby cykli do zniszczenia zmęczeniowego przy stałym poziomie odkształcenia całkowitego. Weryfikacja doświadczalna wykazała zadowalającą zgodność wyników obliczeń trwałośći z wykorzystaniem tej hipotezy z wynikami badań. Wykazała także jej czułość na zmianę sekwencji obciążenia i pojemności bloku obciążenia, dając jednocześnie możliwość określenia trwałości przy obliczeniach "cykl po cyklu".

Słowa kluczowe

EN

fatigue damage accumulation; random loading; programmed loading

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 1999
• Tom: nr 2
• Strony: 223--240
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr., tab., il.

Twórcy

autor

Mroziński S.

• Mechanical Department, University of Technology and Agriculture

autor

Topoliński T.

• Mechanical Department, University of Technology and Agriculture

Bibliografia

• 1. DANIEL I.M., CHAREWICZ A., 1986, Fatigue Damage Mechanism and Residual Properties of Graphite/Epoxy Laminates, Engineering Fracture Mechanics, 25, 5/6, 793-808.
• 2. GOLOŚ K., 1989, Energetic Approach to Fatigue Damage of Steel, Prace Naukowe PW, Mechanika, 123, (in Polish).
• 3. GOSS C, 1982, Experimental and Theoretical Analysis of Properties of the Steel which Has Increased Strength in the Range of Low Cycle of Loading, Dodatek do Biuletynu WAT, 11(363), WAT, Warszawa (in Polish).
• 4. HASHIN Z., ROTEM A., 1978, A Cumulative Theory of Fatigue Failure, Mater. Sci. Engng., 34, 147-160.
• 5. HWANG W., HAN K.S., 1986, Cumulative Damage Models and Multi-Stress Fatigue Life Prediction, Journal of Composite Materials, 20, 125-133.
• 6. KOCAŃDA S., 1985, Fatigue Damage of Metals, WNT, Warszawa, (in Polish).
• 7. KOCAŃDA S., SZALA J., 1997, Fundamentals of Fatigue Calculations, PWN, Warszawa, (in Polish).
• 8. KUJAWSKI D., 1991, Modelling of Fatigue Life and Crack Propagation in Metals, Prace Naukowe PW, Mechanika, 133, (in Polish).
• 9. MORROW J.D.W., 1965, Internal Friction, Damping and Cyclic Plasticity: Cyclic Plastic Strain Energy and Fatigue of Metals, ASTM STP-378 Philadelphia.
• 10. OWEN M.J., 1980, Fatigue Process in Fibre Reinforced Plastics, Phil. Trans. R. Soc, A 294, 535-543.
• 11. PUSKAR A., GOLOVIN S.A., 1985, Fatigue in Materials: Cumulative Damage Process, Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo.
• 12. SCHOTT G., 1977, Vorschlag eines verfahrens zur berechnung der lebensdauer bei mehrstufen - b. zw. Kollectivbelastung, Materiały II Sympozjonu Zespołu Zmęczenia i Konstrukcji Komitetu Budowy Maszyn PAN, Lublin, 23-39 (in German).
• 13. SUBRAMANYAN S., 1976, A Cumulative Damage Rule Based on the Knee Point of the S-N Curve, Transaction of the ASME, Journal of Engineering Materials and Technology, A, 316-321.
• 14. SZALA J., 1980, Evaluation of Fatigue Life of Machine Parts in Random and Programmed Loading Conditions, ZN ATR Bydgoszcz, 70, Mechanica 22, (in Polish).
• 15. SZALA J., 1981, Accumulation of Fatigue Damage in Random and Programmed Stress Conditions, Archive of Mechanical Engineering, XXVIII, 4, (in Polish).
• 16. SZALA J., TOPOLIŃSKI T., 1990, Calculations of Fatigue Life of Itamid 35 Based Upon the Hypothesis of Constant Damage Lines, Engineering Transactions, 38, 3-4, 415-428, (in Polish).
• 17. TOPOLIŃSKI T., 1997, Theoretical Analysis and Experimental Investigations of Fatigue Damages of Constructional Polymer Composites, Rozprawy, 82, Akademia Techniczno-Rolnicza, Bydgoszcz, (in Polish).
• 18. ASTM E606-92: Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing.