Fatigue life estimation on notched specimens under bending and torsion with strain energy density parameter

• Autorzy: Łagoda T. , Ogonowski P.

Warianty tytułu

PL

Ocena trwałości zmęczeniowej próbek z karbem poddanych zginaniu ze skręceniem z wykorzystaniem parametru gęstości energii odkształceń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an energy damage parameter based on the critical pIane under a complex loading state and stress concentration. Two criteria including combinations of the normaI and shear strain energy density parameters have been proposed. The pIane in which the normaI or shear strain energy density parameter reaches its maximum is assumed to be the critical pIane. The predictions of the proposed model have been compared with constant amplitude fatigue tests under combined proportional bending and torsion carried out on ring-notched specimens made of 42CrMo4V steel.

PL

W pracy przedstawiono energetyczny parametr uszkodzenia oparty na płaszczyźnie krytycznej w warunkach złożonego stanu obciążenia i spiętrzenia naprężeń. Zaproponowano dwa kryteria uwzględniające kombinacje parametrów gęstości energii odkształcenia normalnego i postaciowego. Za płaszczyznę krytyczną przyjęto płaszczyznę, w której parametr gęstości energii odkształcenia normalnego lub postaciowego osiąga wartość maksymalną. Wyniki obliczeń uzyskane za pomocą zaproponowanego modelu porównano z wynikami stałoamplitudowych badań zmęczeniowych próbek ze stali 42CrMo4V z karbem obrączkowym wykonanych w warunkach kombinacji proporcjonalnego zginania ze skręcaniem.

Słowa kluczowe

EN

multiaxial fatigue; notch; energy approach

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 45 nr 2
• Strony: 349--361
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łagoda T.

autor

Ogonowski P.

• Faculty of Mechanical Engineering, Opole University of Technology,

Bibliografia

• 1. Grubisic V., Sonsino C.M., 1982, Influance of local strain distribution on low-cycle fatigue behavior of thick-walled structures, In: Low-Cycle Fatigue and Life Prediction, ASTM STP 770, C. Amzallag, B.N. Leis, P. Rabbe (Edit.), American Society for Testing and Materials, 612-629
• 2. Grubisic V., Simburger A., 1976, Fatigue under combined out-of-phase multiaxial stresses, Fatigue Testing and Design 2, Proceedings of S.E.E. International Conference 5, London, 27.1-27.8
• 3. Inoue T., Hoshide T., Kakiuchi E., 1996, Fatigue live evaluation of notched components under combined axial – torsional loaing, In: Multiaxial Fatigue and Design, ESIS 21, Pineau A., Cailletaund G., Lindley T.C. (Edit.), MEP, London, 301-313
• 4. Kardas D., Kluger K., Łagoda T., Ogonowski P., 2004, Fatigue life of AlCu4Mg1 aluminium alloy under constant amplitude bending with torsion, Proced. of the Seventh International Conference on Biaxial/Multiaxial Fatigue and Fracture, DVM, Berlin, 197-202
• 5. Łagoda T., 2001, Energy models for fatigue life estimation under random loading. Part I – The model elaboration, Part II – Verification of the model, Int. J. Fatigue, 23, 6, 467-480, 481-489
• 6. Łagoda T., Kuppers M., 2006, Predicting fatigue life of welded aluminium joints with combined bending and torsion using energy based criteria, Materialprufung, 48, 3, 103-110
• 7. Łagoda T., Macha E., 1998, Wieloosiowe zmęczenie losowe elementów maszyn i konstrukcji – cz. III, Studia i Monografie, 104, Opole University of Technology [in Polish]
• 8. Łagoda T., Macha E., 2000, Generalization of energy multiaxial cyclic fatigue criteria to random loadings, Multiaxial Fatigue and Deformation: Testing and Prediction, ASTM STP 1387, S. Kalluri, P.J. Bonacuse (Edit.), American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA, 173-190
• 9. Łagoda T., Macha E., Będkowski W., 1999, A critical plane approach based on energy concepts: Application to biaxial random tension-compression high-cycle fatigue regime, Int. J. Fatigue, 21, 431-443
• 10. Łagoda T., Ogonowski P., 2005, Criteria of multiaxial random fatigue based on stress, strain and energy parameters of damage in the critical plane, Mat.- wiss. u. Werkstofftech, 36, 9, 429-437
• 11. Moftakhar A., Buczynski A., Glinka G., 1995, Calculation of elastoplastic strains and stresses in notches under multiaxial loading, International Journal of Fracture, 70, 357-373
• 12. Molski K., Glinka G., 1981, A method of elastic-plastic stress and strain calculation at a notch root, Material Science and Eng., 50, 93-100
• 13. Neuber H., 1961, Theory of stress concentration shear strained prismatic bodies with arbitrary nonlinear stress-strain law, ASME Journal of Applied Mechanics, 28, 544-550
• 14. Potter K.J., 2000, Lebensdauerabschtzung ein- und mehrachsig schwingend beanspruchter Bauteile, Dissertation, Technische Universitat Clausthal
• 15. Sonsino C.M., Łagoda T., 2004, Assessment of multiaxial fatigue behaviour of welded joints under bending and torsion by application of a fictitious radius, Int. J. Fatigue, 26, 3, 265-279
• 16. Susmel L., 2004, A unifying approach to estimate the high-cycle fatigue strength of notched components subjected to both uniaxial and multiaxial cyclic loadings, Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 27, 391-411
• 17. Ye D., Matsuoka S., Suzuki N., Maeda Y., 2004, Further investigation of Neubers rule and the equivalent strain energy density (ESD) method, Int. J. Fatigue, 26, 447-455