Nowoczesne badania wytrzymałościowe - wybrane kierunki i perspektywy rozwoju

• Autorzy: Kowalewski Z. L.

Warianty tytułu

EN

Novel strength investigations - selected directions and perspectives of development

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono stan rozwoju wybranych aspektów współczesnych badań wytrzymałościowych, które są podstawą efektywnego projektowania elementów konstrukcji, maszyn i procesów obróbki plastycznej. Z faktu tego wynika konieczność prowadzenia badań parametrów mechanicznych materiałów konstrukcyjnych w warunkach zarówno prostych, jak i złożonych stanów naprężenia oraz przy uwzględnieniu historii deformacji. Artykuł ilustruje stan zagadnienia rozwoju badań wytrzymałościowych w różnych kategoriach zależnych od prędkości deformacji. Omówiono między innymi badania wykonywane przy bardzo niskich prędkościach deformacji odpowiadających procesowi pełzania oraz niskich i średnich prędkościach, w zakresie których ma miejsce zmęczenie i wykonuje się identyfikację parametrów mechaniki pękania.

EN

The paper presents state-of-the-art of the selected aspects of strength investigations development, which can be treated as a basis of effective designing of construction elements, devices and processes of plastic deformation. As a consequence, conducting of investigations for determination of mechanical parameters is required under both simple and complex stress states, and moreover, with respecting deformation history. The paper illustrates the problem of advances in various categories of the strength of materials investigations in relation to the range of strain rate. It shows representative investigations carrying out for very low strain rates corresponding to creep process, low and medium rates for which fatigue takes place and identification of failure mechanics parameters is being performed.

Słowa kluczowe

PL

wytrzymałość materiału; zmęczenie materiału; materiał konstrukcyjny; analiza deformacji

EN

strength; fatigue; constructional material; deformation analysis

• Wydawca: Wydawnictwo ITS
• Czasopismo: Transport Samochodowy
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 2
• Strony: 127--151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kowalewski Z. L.

• Instytut Transportu Samochodowego

Bibliografia

• [1] Kowalewski Z.L., Doświadczalne metody oceny uszkodzenia materiałów pod wpływem pełzania, Mat. Konf. z Seminarium Szkoleniowego pt. „Monitorowanie uszkodzeń strukturalnych i laserowej obróbki materiałów", Zakopane, 15-17 grudnia 2004, 49-70.
• [2] ASTM Handbook vol. 19, Fatigue and Fracture, ASM International 1996.
• [3] Lin J., Damage mechanisms, models and calibration techniques, Mat. Konf. z Seminarium Szkoleniowego pt. „Badania mechanicznych właściwości materiałów i konstrukcji", Zakopane, 10-13 grudnia 2003, 123-143.
• [4] Kocańda S., Zmęczeniowe niszczenie metali, WNT, Warszawa 1978.
• [5] Kocańda S. Zmęczeniowe pękanie metali, WNT, Warszawa 1985.
• [6] Hayhurst D.R., Creep rupture under multi-axial states of stress, J. Mech. Phys. Solids, 20, 381-390,1972.
• [7] Hayhurst D.R., On the role of creep continuum damage in structural mechanics, in: Engineering Approaches to High Temperature Design, Eds. Wilshire B., Owen D.R.J., Pineridge Press, Swansea, 85-176, 1983.
• [8] Trąbczyński W., Badanie wpływu historii obciążenia na pełzanie metali w złożonym stanie naprężenia, Prace IPPT, 36/1985.
• [9] Jawkowłuk A., Procesy pełzania i zmęczenia w materiałach, WNT, Warszawa 1993.
• [10] Trąbczyński W., Kowalewski Z., A tension-torsion testing technique, Proc. Symp. "Techniąues for Multiaxial Creep Testing", Elsevier Applied Science, London and New York, 79-92, 1986.
• [11] Dietrich L., Kowalewski Z.L., Rozwój anizotropowych własności miedzi pod wpływem deformacji plastycznej przy pełzaniu i monotonicznym obciążaniu, Prace IPPT 23, 1994.
• [12] Kowalewski Z.L., Analiza procesu pełzania oraz jego wpływu na zachowanie metali w jednoosiowym i złożonym stanie naprężenia, Prace IPPT 7, 1996.
• [13] Dietrich L., Kowalewski Z.L., Experimental investigation of an anisotropy in copper subjected to predeformation due to constant and monotonic loadings, Int. Journal of Plasticity, vol. 13, No 1/2, 87-109, 1997.
• [14] Kowalewski Z.L., Creep rupture analysis of metals under complex stress state, Proc. of the International Symposium "Anisotropic Behaviour of Damaged Materials", Kraków-Przegorzały, Poland, 9-11 September 2002, 17 pages.
• [15] Kowalewski Z.L., Degradacja materiałów konstrukcyjnych stymulowana procesem pełzania, Mat. Konf. z Seminarium Szkoleniowego pt. „Rozwój zniszczenia materiałów i laserowe modyfikowanie materiałów", Zakopane, 161-192, 2003.
• [16] Lewińska-Romicka A., Badania nieniszczące - Podstawy defektoskopii, Warszawa, WNT, 2001.
• [17] Sablik M.J., Augustyniak B., Magnetic methods of nondestructive evaluation, Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, New York, J.G. Webster, J. Wiley&Sons, vol. 12, 1999.
• [18] Augustyniak B., Zjawiska magnetosprężyste i ich wykorzystanie w nieniszczących badaniach materiałów, Wyd. Politechniki Gdańskiej, Monografie 38, 2003.
• [19] Deputat J., Nieniszczące metody badania materiałów, Warszawa, Biuro Gamma 1997.
• [20] Szelążek J., Postępy w ultradźwiękowych badaniach naprężeń, Prace IPPT, Nr 4/2001.
• [21] Narayan R., Green R. E., Jr., Ultrasonic Attenuation Monitoring of Fatigue Damage in Nuclear Pressure Vessel Steel at High Temperature, Materials Evaluation, 25- 36, February 1975.
• [22] Fel D., Hsu D.K., Warchol M., Simultaneous Velocity, Thickness and Profile Imaging by Ultrasonic Scan, Journal of Nondestructive Evaluation, 8, 95-112, 2001.
• [23] Rafael Martines-Ona, Mariadel Carmen Perez, Research on Creep Damage Detection in Reformer Tubes by Ultrasonic Testing, Tecnatom, S.A., Madrid, Proc. 15 WCNDT Roma 2000, http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn238/idn238.htm.
• [24] Ogi H., Minami Y., Aoki S., Hirao M., Contactless monitoring of Surface-Wave Attenuation and Nonlinearity for Evaluating Remaining Life of Fatigued Steel, Proc. 15 WCNDT Roma 2000, http://www.ndt.net/article/wcndtOO/papers/idnl 84/idnl 84.htm.
• [25] Płociński T., Manal W., Spychalski M., Kurzydłowski K. J., Nieniszczące badania metalograficzne - porównanie technik, "Seminarium - Nieniszczące Badania Materiałów", Zakopane 2003.
• [26] Kowalewski Z.L., Mackiewicz S., Szelążek J., Deputat J., Ocena uszkodzenia stali w wyniku pełzania na podstawie badań mechanicznych i ultradźwiękowych, Mat. Konf. XXI Sympozjum Mechaniki Eksperymentalnej Ciała Stałego, Jachranka, 13-16 październik 2004.
• [27] Mackiewicz S., Kowalewski Z.L., Szelążek J., Deputat J., Badania uszkodzenia stali wskutek pełzania na podstawie badań mechanicznych i ultradźwiękowych, Przegląd Mechaniczny 7/8, 15-24, 2005.
• [28] Lemaitre J., A Course on Damage Mechanics, Springer-Verlag, Berlin 1996.
• [29] Yang L., Fatemi A., Cumulative Fatigue Damage Mechanisms and Quantifying Parameters: A Literature Review, J. Testing and Evaluation, 26, 2, 1998, pp. 89-100.
• [30] Socha G., Nowa metoda pomiaru zniszczenia zmęczeniowego materiałów konstrukcyjnych, Dozór Techniczny, pp 121-124, 6/2002
• [31] Socha G., Dietrich L.: Sposób określania stopnia uszkodzenia materiału konstrukcyjnego wywołanego obciążeniami eksploatacyjnymi, Zgłoszenie patentowe P 359 943.
• [32] Socha G., Nowa metoda wczesnego wykrywania i monitorowania kumulacji zniszczenia zmęczeniowego stali konstrukcyjnych, LAPROMAT - Monografie 1, IPPT PAN, Warszawa, 2004.
• [33] Socha G., Dietrich L: Samocentrujący uchwyt do mocowania przedmiotów zaopatrzonych we współosiowe gwintowane końcówki, Zgłoszenie Patentowe P 359 944.
• [34] Socha G., Experimental investigations of fatigue cracks nucleation, growth and coalescence in structural steel, International Journal of Fatigue, pp 139-147, vol. 25/2, 2003.
• [35] Directive 97/23/EC of the European Parliament and of the Council of 29 May 1997 on the approximation of the laws of the Member States concerning pressure equipment (Pressure Equipment Directive - P.E.D.). Patrz także omówienie tej dyrektywy: M. Zdankiewicz, Dyrektywa dotycząca urządzeń Ciśnieniowych. Omówienie ogólne. Wymagania dotyczące materiałów. Dozór Techniczny, 1,1998, 1-9.
• [36] Neimitz A., Ocena wytrzymałości elementów konstrukcyjnych zawierających pęknięcia (podstawowe elementy procedur SINTAP), Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2004.
• [37] ASTM 399 - 70T, Tentative Method of Test for Plane -Strain Fracture Toughness of Metallic Materials, 1970.
• [38] Agatonovic P., Die Restfestigkeit bestimmen. Spannungs-Dehnungs-Annehrung - ein neues Verfahren. Materialprüfung, 41,1999, 24-30.
• [39] Aganotovic P., KI mittels Spannungs-Dehnuns-Annärung abschätzen. Materialprüfung, 41,1999,77-84.
• [40] Wells A.A., British Welding Journal, 13, 1965, 2.
• [41] BS 5762, Methods for Crack Opening Displacement (COD) Testing, British Standards Institution, London, 1979
• [42] ASTM E1290-93 Standard Test Method for Crack - Tip Opening Displacement (CTOD) Fracture Toughness Measurement, Annual Book of ASTM Standards, 1997.
• [43] ASTM E 1737 - 96 Standard Test Method for J - Integral Characterization of FractureToughness, Annual Book of ASTM Standards, 1997.
• [44] ASTM E 813 - 89 Standard Test Method for JIC. A Measure of Fracture Toughness, Annual Book of ASTM Standards, 1997.
• [45] Joyce J. A., Manual on Elastic-plastic Fracture - Laboratory Test Procedures. ASTMManual Series: MNL 27, West Conshohocken, PA, 1996.
• [46] Kowalewski Z.L., Deputat J., Identyfikacja wad materiałowych w ujęciu mechaniki pękania - podstawy teoretyczne, Dozór Techniczny, nr 5, 105-109, nr 6, 128-134,2005.