A fatigue damage accumulation method in low - cycle fatigue zone

• Autorzy: Mroziński S.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A summation method of the fatigue damage in a low cycle fatigue zone is proposed in the paper. The method is based on a fatigue curve revolution, with the fatigue in the... co-ordinate system as a base line. The low-cycle properties and parameters of a loading program are necessary for fatigue life calculations. Experimental verification of the proposed hypothesis(one material, two types of loading: random and programed) showed a satisfactory agreement between the test and calculation results. A comparative analisys between the calculation results obtained using the linear damage rule (LDR) and those resulting from the method proposed, showed several advantages of the latter one. These are; e.g., the fact that the results obtained are located in the safe fatigue life area, simplicity of the method and sensitivity to the parameters of a loading program.

PL

Hipoteza kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych w obszarze niskicyklowego zmęczenia. W pracy przedstawiono propozycję metody sumowania uszkodzeń zmęczeniowych w obszarze niskocyklowego zmęczenia. Opisywana metoda jest oparta na koncepcji obrotu wykresu zmęczeniowego. Wykresem bazowym jest wykres trwałości zmęczeniowej w układzie współrzędnych ... . Niezbędne dane do obliczeń trwałości to własności niskocyklowe oraz parametry programu obciążenia. Weryfikacja doświadczalna proponowanej hipotezy (jeden materiał, dwa rodzaje obciążenia - losowe i programowane) wykazała zadowalającą zgodność wyników obliczeń i badań. Przeprowadzona analiza porównawcza wyników obliczeń uzyskanych przy wykorzystaniu hipotezy liniowej (LDR) oraz hipotezy przedstawionej w poniższej pracy wykazała szereg zalet tej ostatniej. Do zalet metody obliczeń zaliczono m. in. położenie uzyskanych wyników obliczeń w bezpiecznym obszarze trwałości, jej prostotę, oraz wrażliwość na parametry programu obciążenia.

Słowa kluczowe

EN

fatigue life; fatigue damage accumulation; low-cycle fatigue

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 38 nr 4
• Strony: 767--780
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mroziński S.

• Faculty of Mechanical Engineering, University of Technology and Agriculture

Bibliografia

• 1. ASTM E606-92: Standard Practice for Strain - Controlled Fatigue Testing.
• 2. COLINS J. A., 1993, Failure of Materials in Mechanical Design Analysis, Prediction, Prevention, A Wiley - Interscience publication, New York, Second Edition.
• 3. CORTEN H.T., DOLAN T.L., 1956, Cumulative Fatigue Damage International Conference on Fatigue of Metals, London.
• 4. ELLYIN F., KuJAWSKl D., 1984, Plastic Strain Energy in Fatigue Failure, J. Pressure Vessel Technology, Trans. ASME, 106, 342-347.
• 5. GOLOS K., ELLYIN F., 1987, Generalisation of Cumulative Damage Criterion to Multilevel Cyclic Loading, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 7, 169-176.
• 6. HAIBACH E., 1970, Modifizierte Lineare Schadensakkumulations - Hypothese zur Berücksichtigung, Laboratorium für Betribsfestigkeit, Darmstad, Technische Mitteilungen TM, 50/70.
• 7. HASHIN Z., ROTEM A., 1978, Cumulative Damage Theory of Fatigue Failure, Mater. Science and Engineering, 34, 2, 147-160.
• 8. KUJAWSKI D., ELLYIN F., 1984, A Cumulative Damage Theory for Fatigue Crack Initiation and Propagation, International J. Fatigue, 6, 2, 83-88.
• 9. MANSSON S.S., HALFORD G.R., 1986, Re-Examination of Cumulative Fatigue Damage Analysis - an Engineering Perspective, Engineering Fracture Mechanics, 25,5/6.
• 10. MINER M.A., 1945, Cumulative Damage in Fatigue, J. Appl. Mech., 67, A159-A164.
• 11. MORROW J.D., 1965, Internal Friction, Damping and Cyclic Plasticity: Cyclic Plastic Strain Energy and Fatigue of Metals, ASTM STP, 378, Philadelphia.
• 12. PALMGREN A., 1924, Die Lebensdauer von Kugellagern, Verfahrenstechnik, Berlin, 68, 339-341.
• 13. SCHOTT G., 1981, Lebensdauerberechnung für Schwingbelastungen auf der Grundlage von Folgenwöhlerkurwen, Maschinenbautechnik, 7.
• 14. SCHOTT G., 1983, Razchety na prochnost pri peremennoi nagruzkie na osnove vtorchnych krivykh ustalosti, Naukowa Dumka, Kiev.
• 15. SERENSEN S.V., KOGAEV V.P., 1966, Dolgovechnost detalel mashin s uchetom veroyatnosti rozrushenya pri nestacyonarnom peremennom nagruzzhenii, Vestnik Mashinostroenya, 1.
• 16. SUBRAMANYAN S., 1976, A Cumualtive 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.
• 17. SZALA J., 1981, Accumulation of Fatigue Damage in Random and Programmed Stress Conditions, Archive of Mechanical Engineering, XXVIII, 4 (in Polish).
• 18. TUCKER L.E., 1972, A Procedure for Designing Against Fatigue Failure of Notched Parts of Automative Engineers. Inc., SAE Paper, 720265, New York.
• 19. WALLGREN G., 1949, Fatigue Tests with Cycles of Varying Amplitude, FFA, 28.