Influence of the material sensitivity factor on the stress ratio for different specimens geometries and materials under bending

• Autorzy: Pawliczek R. , Rozumek D.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, the influence of mean loads on the low cycle fatigue for notched specimens of different shapes of the cross section is analysed. The specimens are characterized by a similar value of the stress concentration factor (Kt = 2.46 for round specimens and Kt = 3.27 for specimens of the rectangular cross-section). A mathematical model describing the limiting stress plane under fatigue bending is applied, taking into account the influence of mean stresses. The model has been verified by 18G2A steel and PA6 aluminium alloy specimens via experimental test results under cyclic bending for stress ratios R = -1, -0.5, 0. The relationship between the stress amplitude and the stress mean value taking into account the number of cycles N before failure is described by a linear model, for which good agreement of the calculations with the experimental test results is achieved.

PL

W pracy przeanalizowano wpływ obciążeń średnich przy niskocyklowym zmęczeniu dla próbek z karbem o różnych kształtach przekroju poprzecznego. Próbki cechowały się zbliżoną wartością współczynnika kształtu (Kt = 2.46 dla próbek okrągłych i Kt = 3.27 dla próbek o przekroju prostokątnym). Zastosowano model matematyczny opisujący płaszczyznę naprężeń granicznych przy cyklicznie zmiennym zginaniu z uwzględnieniem wpływu naprężeń średnich. Model zweryfikowano wynikami badań eksperymentalnych próbek ze stali 18G2A i stopu aluminium PA6 w warunkach cyklicznego zginania dla przebiegów o współczynniku asymetrii cyklu R = -1; -0.5; 0. Zależność amplitudy naprężeń od wartości średniej naprężeń z uwzględnieniem liczby cykli N do zniszczenia opisano liniowym modelem, dla którego uzyskano dobrą zgodność obliczeń z wynikami badań eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

stress ratio; number of cycles; bending

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 42 nr 2
• Strony: 285--294
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawliczek R.

• Faculty of Mechanical Engineering, Technical University of Opole

autor

Rozumek D.

• Faculty of Mechanical Engineering, Technical University of Opole

Bibliografia

• 1. Achtelik H., Jamroz L., 1982, Patent PRL nr 112497, CSR nr 200236 i HDR nr 136544, (in Polish)
• 2. Bergmann J.W., Seeger T., 1979, On the influence of cyclic stress-strain curves, damage parameters and various evaluation concepts on the prediction by the local approach, Proc. of 2nd European Coll. on Fracture, Darmstadt, FRG, 18
• 3. Ellyin F., Kujawski D., 1993, A multiaxial fatigue criterion including meanstress effect, Advances in Multiaxial Fatigue, D.L. McDowell and R.Ellis, Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, ASTM STP 1191, 55-66
• 4. Glinka G., Shen G., Plumtree A., 1995, Mean stress effect in multiaxial fatigue, Fatigue and Fracture Engineering Materials and Structures, 18, 755-764
• 5. Gołoś K., Esthewi S., 1997, Multiaxial fatigue and mean stress effect of St5 medium carbon steel, Proc. of 5h Int.Conf.on Biaxial/Multiaxial Fatigue and Fracture, Eds. E. Macha and Z. Mróz, Cracow, Poland, 1, 25-34
• 6. Manson S., 1979, Inversion of the strain-life and strain-stress relationships for use in metal fatigue analysis, Fatigue of Eng. Materials and Structures, 1, 37-57
• 7. Morrow J., 1968, Fatigue properties in metal, Fatigue Design Handbook, Advances in Engineering, Society of Automotive Engineers, 4, 21-29
• 8. Pawliczek R., Rozumek D., 2003, Influence of stress ratio on life under cyclic bending for different specimens geometry, Proc. of 5th International Conference on Low Cycle Fatigue, Abstracts, DVM, Berlin, Germany, P82, 2ps
• 9. Pawliczek R., 2003, Application of the modified linear function for mean stress effect description in fatigue of materials, Proc. of 2nd Youth Symposium on Experimental Solid Mechanics, Milano-Marittima, University of Bologna, Bologna, Italy, 133-134
• 10. Sersnsen S.V., 1975, Soprotivlenie materialov ustalostnomu i khrupkomu rozrusheniyu, Atomizdat, Moskva
• 11. Stephens R.I., Fatemi A., Stephens R.R., Fuchs H.O., 2001, Metal Fatigue in Engineering, Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons
• 12. Thum A., Petersen C., Swenson O., 1960, Verformung, Spannung und Kerbwirkung, VDI, Dusseldorf