Review of current state of knowledge on durability tests performed on electromagnetic shakers

• Autorzy: Owsiński R. , Niesłony A.

Warianty tytułu

PL

Przegląd aktualnego stanu wiedzy z zakresu badań trwałościowych realizowanych na wzbudnikach elektromagnetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work provides an overview of the research, which uses electromagnetic shakers for durability tests. The application spectrum is relatively wide as the variety of sample components is large. Such research are carried out for the needs of many industries from automotive, heavy industry to the aerospace industry. Element of the research may be representative geometry or the real component. Interesting examples are the studies carried out on samples loaded with extra weight or fatigue tests of flare dispenser on AH-1W helicopter. The use of electromagnetic shakers for fatigue tests operative to derive results a much larger ranges of cycles (above 109) while reducing test time. Moreover, the possibility of testing real components cannot be overestimated, since it reduces the errors associated with the simplification of the geometry.

PL

Niniejsza praca stanowi przegląd badań, które wykorzystują wzbudniki elektromagnetyczne do wyznaczania trwałości zmęczeniowej. Spektrum aplikacji tej metody jest stosunkowo szerokie, tak jak różnorodność elementów poddawanych takim testom. Badania te są prowadzone na potrzeby wielu branż od przemysłu motoryzacyjnego, przemysłu ciężkiego do przemysłu lotniczego. Elementem badań może być geometria reprezentatywna dla danego układu lub rzeczywisty element maszyny. Ciekawym przykładem są badania przeprowadzone na próbkach obciążonych dodatkową masą lub badania dotyczące poziomu trwałości systemu obronnego śmigłowca wojskowego AH-1W. Zastosowanie wzbudników elektromagnetycznych do realizacji badań zmęczeniowych umożliwia uzyskiwanie wyników dla znacznie większej liczby cykli (ponad 109 cykli), jednocześnie zmniejszając czas trwania badania. Co więcej, możliwość testowania rzeczywistych elementów jest nie do przecenienia, ponieważ redukuje błędy związane z uproszczenia geometrii.

Słowa kluczowe

EN

fatigue tests; state of art; electromagnetic shakers; frequency domain

PL

badania zmęczeniowe; obecny stan wiedzy; wzbudniki elektromagnetyczne; dziedzina częstotliwości

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 22, nr 53
• Strony: 117--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Owsiński R.

• Department of Mechanics and Machines Design, Opole University of Technology

autor

Niesłony A.

• Department of Mechanics and Machines Design, Opole University of Technology

Bibliografia

• 1. N. W. M. Bishop.:The use of frequency domain parameters to predict structural fatigue.University of Warwick, 1988.
• 2. T. Dirlik: Application of computers in fatigue analysis. University of Warwick, 1985.
• 3. N. Nguyen, M. Bacher-Höchst, and C. M. Sonsino: Ein Ansatz zur Lebensdauerabschätzung mehrachsig stochastisch beanspruchter Bauteile im Frequenzbereich. "Materialwissenschaft und Werkstofftechnik" 2011, Vol. 42, No. 10, p. 904–908.
• 4. A. Nieslony and E. Macha: Spectral method in multiaxial random Fatigue. Springer, 2007.
• 5. A. B. M. Abdullah: Development of a closed-loop resonant fatigue testing methodology and experimental life test of aluminum alloy. University of Akron, 2010.
• 6. C. Ghielmetti, R. Ghelichi, M. Guagliano, F. Ripamonti, and S. Vezzù: Development of a fatigue test machine for high frequency applications. "Procedia Engineering" 2011, Vol. 10, p. 2892–2897.
• 7. M. Česnik, J. Slavič, P. Čermelj, and M. Boltežar.: Frequency-based structural modification for the case of base excitation. "Journal of Sound and Vibration" 2013, Vol. 332, No. 20, p. 5029–5039.
• 8. M. Haiba, D. C. Barton, P. C. Brooks, and M. C. Levesley: Review of life assessment techniques applied to dynamically loaded automotive components. "Computers & Structures" 2002, Vol. 80, No. 5–6, p. 481–494.
• 9. M. Saravanan and S. Ambalavanan: Failure analysis of cast-on-strap in lead-acid battery subjected to vibration. "Engineering Failure Analysis" 2011, Vol. 18, No. 8, p. 2240–2249.
• 10. A. K. M. Shafiullah and C. Q. Wu: Generation and validation of loading profiles for highly accelerated durability tests of ground vehicle components. "Engineering Failure Analysis" 2013, Vol. 33, p. 1–16.
• 11. L. Witek: Experimental crack propagation and failure analysis of the first stage compressor blade subjected to vibration. "Engineering Failure Analysis" 2009, Vol. 16, No. 7, p. 2163–2170.
• 12. L. Witek: Numerical stress and crack initiation analysis of the compressor blades after foreign object damage subjected to high-cycle fatigue. "Engineering Failure Analysis" 2011, Vol. 18, No. 8, p. 2111–2125.
• 13. Y. Du and L. Shi: Effect of vibration fatigue on modal properties of single lap adhesive joints. "International Journal of Adhesion and Adhesives" 2014, Vol. 53, p. 72-79.
• 14. M. Aykan and M. Çelik: Vibration fatigue analysis and multi-axial effect in testing of aerospace structures. "Mechanical Systems and Signal Processing" 2009, Vol. 23, No. 3, p. 897–907.
• 15. D.-I. F. T. Iberer, M. Guertanyel, D.-I. F. K. Rother, and I. M. Moosrainer: Chances and risks of spectral methods for the determination of the fatigue strength of randomly loaded structures. In 20th CAD-FEM Users' Meeting , International Congress on FEM Technology, Friedrichshafen, Lake Constance 2002, pp.16.
• 16. T. J. George, J. Seidt, M.-H. Herman Shen, T. Nicholas, and C. J. Cross: Development of a novel vibrationbased fatigue testing methodology. "International Journal of Fatigue" 2004, Vol. 26, No. 5, p. 477–486.
• 17. M. Česnik, J. Slavič, and M. Boltežar: Uninterrupted and accelerated vibrational fatigue testing with simultaneous monitoring of the natural frequency and damping. "Journal of Sound and Vibration" 2012, Vol. 331, No. 24, p. 5370–5382. .
• 18. D. Yu, A. Al-Yafawi, T. T. Nguyen, S. Park, and S. Chung: High-cycle fatigue life prediction for Pb-free BGA under random vibration loading. "Microelectronics Reliability" 2011, Vol. 51, No. 3, p. 649–656.
• 19. A. Niesłony, M. Růžička, J. Papuga, A. Hodr, M. Balda, and J. Svoboda: Fatigue life prediction for broadband multiaxial loading with various PSD curve shapes. "International Journal of Fatigue" 2012, Vol. 44, p. 74–88.
• 20. X. Pitoiset and A. Preumont: Spectral methods for multiaxial random fatigue analysis of metallic structures. "International Journal of Fatigue" 2000, Vol. 22, No. 7, p. 541–550.