Naprężeniowy model szacowania trwałości zmęczeniowej w wieloosiowym stanie obciążenia

• Autorzy: Kluger K.

Warianty tytułu

EN

Stress model for fatigue life estimation in multiaxial stress state

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaproponowano model szacowania trwałości zmęczeniowej w złożonych stanach naprężeń. Wyniki trwałości zmęczeniowej liczonej według zaproponowanego modelu porównano z wynikami badań zmęczeniowych próbek ze stopu aluminium 2017A-T4 oraz stali stopowej 5355JO w warunkach stałoamplitudowych proporcjonalnych kombinacji zginania ze skręcaniem z uwzględnieniem wartości średniej naprężeń. Wyniki badań eksperymentalnych porównano z wynikami obliczeń z wykorzystaniem modeli Goodmana, Gerbera, Morrowa, Findleya, Dang Vana, McDiarmida oraz Papadopoulosa. Dla otrzymanych wyników obliczeń przeprowadzono analizę statystyczną polegającą na obliczeniu pasma rozrzutu wyników porównania danych eksperymentalnych z obliczeniowymi.

EN

The paper proposes a model for estimating the fatigue life of the multiaxial stress states. The results of the fatigue life calculated according to the proposed model have been compared to the results of fatigue tests of specimens made of 2017(A)-T4 aluminum alloy and 8355JO alloy steel in conditions of constant amplitude proportionate combinations Of bending and torsion, while taking into account the mean stress. The experimental results have been compared to the results of calculations using models by Goodman, Gerber, Morrow, Findley, Dang Van, McDiarmid and Papadopoulos. Statistical analysis have been carried out for the results of calculations, involving the calculation of a scatter band for results of the comparison of experimental data with calculations.

Słowa kluczowe

PL

wieloosiowe zmęczenie; naprężenie średnie; obciążenie stałoamplitudowe

EN

multiaxial fatigue; mean stress; constant amplitude loading

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 19--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kluger K.

• Politechnika Opolska Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn ul. Mikołajczyka 5 45-271 Opole

Bibliografia

• 1. Łagoda T., Kurek M.: Comparison of the fatigue characteristics for some selected structural materials under bending and torsion. Materials Science, 47, 2011, pp. 334 - 344.
• 2. Pawliczek R., Kluger K.: Influence of irregularity coefficient of loading on calculated fatigue life. J. Theor. Appl. Mech., 51, 4, 2013, pp. 791 - 798.
• 3. Kluger K., Łagoda T.: Fatigue life of metallic material estimated according to selected models and load conditions. J. Theor. Appl. Mech., 51, 3, 2013, pp. 581 - 592. w rok wyd. LXXIV, zeszyt 4/2015 a
• 4. Papuga J.: A survey on evaluating the fatigue limit under multiaxial loading. Int. J. Fatigue, 33, 2011, pp. 153 - 165.
• 5. Dang Van K.: Macro-micro approach in high-cycle multiaxial fatigue. American Society for Testing and Materials STP 1191, 1983, pp. 120- 130.
• 6. Kluger K., Łagoda T.: Application of the Dang-Van criterion for life determination under uniaxial random tension-compression with different mean values. Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, 27, 2004, pp. 505 - 512.
• 7. Papadopoulos I.V., Panoskaltsis V.P.: Invariant formulation of a gradient dependent multiaxial high-cycle fatigue criterion. Enging. Fract. Mech., 55, 4, 1996, pp. 513 - 528.
• 8. Papadopoulos I.V., Davoli P., Gorla C., Filippini M., Bernasconi A.: A comparative study of multiaxial high-cycle fatigue criteria for metals. lnt. J. Fatigue, 1997, 19, 3, pp. 219 - 235.
• 9. Papadopoulos I.V.: Long life fatigue under multiaxial loading. lnt. J. Fatigue, 23, 2001, pp. 831 - 849.
• 10. McDiarmid D.L.: Fatigue under out-of-phase bending and torsion. Fatigue Fract. Enging. Mater. Struct., 9, 6, 1987, pp. 457 - 475
• 11. Findley W.N.: A theory for the effect of mean stress on fatigue of metals under combined torsion and axial load or bending. Journal of Engineering for Industry, November 1959, pp. 301 - 306.
• 12.Findley W.N.: Fatigue of metals under combinations of stresses. Transaction of ASME, 79, 1957,pp. 1337 - 1348.
• 13. McDiarmid D.L.: A general criterion for high cycle multi- axial fatigue failure, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., 14, 4, 1990, pp. 429 - 454.
• 14. Bergman J., Seeger T.: On the influence of cyclic stress-strain curves, damage parameters and various evaluation concepts on the life prediction by the local approach. Proc. 2nd European Coll. on Fracture, Darmstadt, Germany 1979, VDl-Report of Progress, 18, 6, 1979.
• 15. Heuler P., Seeger T.: A criterion for omission of variable amplitude loading histories. Int. J. Fatigue, 8, 4, 1986, pp. 225 - 230.
• 16. Karolczuk A., Macha E.: Critical planes in multiaxial fatigue. Materials Science Forum, 482, 2005, pp. 109 - 114.
• 17. Kardas D., Kluger K., Łagoda T., Ogonowski P.: Fatigue life of aluminium alloy 2017(A) under proportional constant amplitude bending with torsion in energy approach. Materials Science, 4: 2008, pp. 68 - 74.
• 18. Karolczuk A., Kluger K. et al.: Residual stresses in steel-titanium composite manufactured by explosive welding. Materials Science Forum, 726, 2012, pp. 125 - 132.
• 19. Furuya Y., Abe T.: Effect of mean stress on fatigue properties of 1800 MPa-class spring steels. Materials & Design 32, 3, 2011, pp. 1101 - 1107.
• 20. Goodman J.: Mechanics Applied to Engineering. Longmans Green and Co., New York 1899.
• 21. Gerber W.: Bestimmung der zulossigne Spannungen in eisen Constructionen. Z. Bayer. Arch. lng. Ver., 6, 1874.
• 22. Morrow J.: ln Fatigue design handbook. Advances in engineering (4). Society of Automotive Engineers, Warrendale (PA) 1968
• 23. Pawliczek B.: Fatigue Fracture Plane Orientation Under Combined Bending and Torsion for 18G2A Steel, Report No. 1/2000, Technical University of Opole, Faculty of Mechanical Engineering, Opole, Poland, pp. 1 - 17.
• 24. Karolczuk A.: Non-local area approach to fatigue life evaluation under combined reversed bending and torsion, International Journal of Fatigue, 30, 10 - 11, 2008, pp. 1985 - 1996.
• 25. Łagoda T., Kurek M.: Estimation of fatigue life of materials with out-of-parallel fatigue characteristics under block loading. Materials Science Forum, 726, 2012, pp.181 - 188.