Fatigue characteristics of 6082-T6 aluminium alloy obtained in tension-compression and oscillatory bending tests

• Autorzy: Kurek A. , Kurek M. , Koziarska J. , Vantadori S. , Łagoda T.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyki zmęczeniowe aluminium 6082-T6 uzyskane w próbie rozciagania-ściskania i whadadłowego zginania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the comparison of the results of experimental fatigue tests for 6082-T6 aluminium alloy, carried out for two states of loading: strain controlled tension-compression, and strain and bending moment controlled oscillatory bending. The following were used for that purpose: the Manson-Coffin-Basquin, Kandil, Langer, and the authors’ own strain fatigue characteristics, and also the Basquin stress fatigue characteristic. Our experimental studies and adequate physical relationships were applied to convert the amplitudes of stress and strain occurring in rods without a geometrical notch subject to bending, according to the model of an elasto-plastic body. The obtained results were used to compare both loading types under different control methods and different fatigue characteristics.

PL

W pracy przedstawiono porównanie wyników eksperymentalnych prób zmęczeniowych dla stopu aluminium 6082-T6, przeprowadzonych dla dwóch stanów obciążenia: rozciąganie-ściskanie i ściskania oraz zginania oscylacyjnego kontrolowanego pod wpływem odkształcenia i zginania. Do tego celu użyto następujących parametrów: odkształceniowej charakterystyki zmęczeniowej Mansona-Coffina-Basquina, Kandila, Langera i autorów, a także naprężeniowej charakterystyki zmęczeniowej Basquina. Własne badania eksperymentalne i odpowiednie związki fizyczne zostały zastosowane do konwersji amplitud naprężenia i odkształcenia występującego w elementach zginanych bez karbu geometrycznego, zgodnie z modelem ciała sprężysto-plastycznego. Uzyskane wyniki wykorzystano do porównania obu typów obciążeń przy różnych metodach sterowania i różnych charakterystyk zmęczeniowych.

Słowa kluczowe

EN

uniaxial loading; tension; compression; plane bending; plastic strain; fatigue

PL

obciążenie jednoosiowe; rozciąganie; ściskanie; zginanie w płaszczyźnie; odkształcenie plastyczne; zmęczenie

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2018
• Tom: no. 3
• Strony: 57--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kurek A.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Opole, Poland

autor

Kurek M.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Opole, Poland

autor

Koziarska J.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Opole, Poland

autor

Vantadori S.

• Department of Engineering & Architecture, University of Parma, Italy

autor

Łagoda T.

• Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Opole, Poland

Bibliografia

• 1. Kurek A., Koziarska J., Kluger K., Łagoda T.: Fatigue life of 2017-T4 aluminium alloy under different types of stress. Journal of Machine Construction and Maintenance, 2017, 4, pp. 53-61.
• 2. Kurek M., Łagoda T., Walat K.: Variations of selected cyclic properties depending on testing temperature. Material Science, 2015, 50(4), pp. 555-563.
• 3. Kurek M., Łagoda T., Katzy D.: Comparison of fatigue characteristics of some selected materials. Material Testing, 2014, 56(2), pp. 92-95.
• 4. Walat K., Łagoda T., Kurek M.: Life time assessment of an aluminum alloy under complex low cycle fatigue loading. Material Testing, 2015, 57(2), pp. 160-164.
• 5. Manson S.S., Muralidharan U.: Fatigue life prediction in bending from axial fatigue information. Fatigue & Fracture Engineering Materials & Structures, 1987, 9(5), pp. 357-372.
• 6. Kulesa A., Kurek A., Łagoda T., Achtelik H., Kluger K.: Comparison of 15Mo3 strain curves obtained for strain-controlled cyclic bending and tension-compression tests. Solid State Phenomena, 2016, 250, pp. 85-93.
• 7. Troschenko V.: High-cycle fatigue and Inelasticity of Metals. In: Pinueau A., Cailletaud G., Lindley T.C. (eds.): Multiaxial Fatigue and Design (ESIS 21). London: Mechanical Engineering Publications, 1996, pp. 335-348.
• 8. Megahed M.M.: Prediction of bending fatigue behaviour by the reference stress approach. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 1990, 13(4), pp. 361-374.
• 9. Krzyżak D., Kurek M., Łagoda T., Sówka D.: Influence of changes of the bending plane position on the fatigue life. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2014, 45(11), pp. 1018-1029.
• 10. Basquin O.H.: The exponential law of endurance tests. American Society for Testing and Materials Proceedings, 1910, 10, pp. 625-630.
• 11. Coffin L. F.: A study of the effect of cyclic thermal stresses on a ductile metal. Trans ASME, 1954, 76, pp. 931-950.
• 12. Manson S.S.: Fatigue: a complex subject - some simple approximation. Experimental Mechanics, 1965, 5, pp. 193-226.
• 13. Marcisz E., Niesłony A., Łagoda T.: Concept of fatigue for determining characteristics of materials with strengthening. Material Science Forum, 2012, 726, pp. 43-48.
• 14. Radhakrishnan V.M.: On bilinearity of Manson- -Coffin low-cycle-fatigue relationship. NASATechnical Memorandum, NASA-TM-105840, E-7283, WU-553-13-00, 1992.
• 15. Ramberg W., Osgood W.R.: Description of stress-strain curves by three parameters. Technical Note No. 902. Washington: National Advisory Committee for Aeronautics, 1943.
• 16. Langer B.F.: Design of Pressure Vessels for Low-Cycle Fatigue. Journal of Basic Engineering, 1962, pp. 389-402.
• 17. Manson S.S: Inversion of the strain-life and strain-stress relationships for use in metal fatigue analysis. Fatigue of Engineering Materials and Structures, 1979, 1, pp. 37-57.
• 18. Chopra O.K.: Effects of LWR coolant environments of fatigue design curves of austenitic stainless steels. U.S. Nuclear Regulatory Commission, 1999.
• 19. Kandil F.A.: The Determination of Uncertainties in Low Cycle Fatigue Testing. Standards Measurement & Testing Project No. SMT4-CT97-2165, 2000, 1, pp. 1-26.
• 20. Gorash Y., Chen H.: On creep-fatigue endurance of TIG-dressed weldments using the linear matching method. Engineering Failure Analysis, 2013, 34, pp. 308-323.
• 21. Niesłony A., Kurek A., EL Dsoki Ch., Kaufmann H.: A Study of Compatibility Between two Classical Fatigue Curve Models based on Some Selected Structural Materials. International Journal of Fatigue, 2012, 39, pp. 88-94.
• 22. Niesłony A., Kurek A.: Influence of the selected fatigue characteristics of the material on calculated fatigue life under variable amplitude loading. Applied Mechanics and Materials, 2012, 104, pp. 197-205.
• 23. Mroziński S.: Wyznaczanie własności niskocyklowych stopu aluminium PA4 w temperaturze otoczenia. Raport z badań. Bydgoszcz: UTP, 2012 (in Polish).
• 24. Kulesa A., Kurek A., Łagoda T., Achtelik H., Kluger K.: Low cycle fatigue of steel in strain controlled cyclic bending. Acta Mechanica et Automatica, 2016, 10(1), pp. 62-65.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).