Próbki wykonano ze stali 18G2A (S355J0) z koncentratorem naprężeń w postaci centralnego otworu o średnicy a[0] = 3,0 mm. Dwuosiowe badania zmęczeniowe prowadzono przy obciążeniu z kontrolowaną siłą o charakterze sinusoidalnym i współczynniku korelacji wzajemnej pomiędzy przebiegami sił równym -1. Rozwój pęknięć zmęczeniowych były mierzony na powierzchni próbek za pomocą mikroskopu optycznego. Do opisu wyników prędkości pęknięć zmęczeniowych zastosowano metodę analityczną i metodę numeryczną. W metodzie numerycznej obliczenia wykonywano przy użyciu metody elementów skończonych (MES) i metody elementów brzegowych (MEB). Uzyskano dobrą korelację pomiędzy zastosowanymi metodami.
EN
The specimens made of 18G2A (S355J0) steel, each with one stress concentrator in form of central hole of 3.0 mm. Biaxial fatigue tests were conducted under load-controlled power of a sinusoidal and the coefficient of cross correlation in between the forces equal to -1. The fatigue crack growth were measured at the surface of specimens using an optical microscope. The analytic and numerical methods were applied for description of the fatigue crack growth rate. The method of numerical calculation was performed using the finite element method (FEM) and boundary element method (BEM). Good correlation has been obtained owing to the methods.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a mathematical model and results of numerical simulations for a fluid flow around a flow averaging tube. The calculations have been performed using the commercially available FLUENT software. The authors have applied the currently known studies of the models of turbulence and their applicability in certain flow conditions and hence selected the RNG k-epsylon turbulence model including appropriate functions to be used for determination of pressures and velocities at the sites of occurrence of considerable gradients. The distributions of pressures and velocities around a sensor are presented along with pressure distributions, instantaneous and averaged in time, on the measuring tube surface. The paper determines the frequencies of measuring tube free vibrations for one sided and two-sided tube fitting for the tube length in the range 100–1500mm. This analysis has been conducted with the aid of solving equations for free undamped vibrations for specific models. The graphical presentation involves an admissible range of tube lengths with one and two-sided fitting for the specified flowing air velocities.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych wzrostu pęknięć zmęczeniowych na próbkach płaskich z karbem przy zginaniu. Materiał badany to stop tytanu Ti-6Al-4V, który jest szeroko stosowany na elementy maszyn, np. wirniki i łopatki turbin silników lotniczych, elementy konstrukcji nośnej, itp. Wymienione elementy konstrukcyjne pracują przeważnie w warunkach działania obciążeń zmęczeniowych. Badania prowadzone były przy obciążeniu z kontrolowaną siłą. Podczas badań wartość współczynnika asymetrii cyklu wynosiła R = 0. Wzrost pęknięć w dysku sprężarki osiowej turbiny lotniczej PW J52-P-8 modelowano metodą elementów brzegowych (MEB). Stwierdzono możliwość porównania prędkości wzrostu pęknięć uzyskaną z obliczeń numerycznych w dysku sprężarki z badaniami doświadczalnymi próbek.
EN
The paper presents fatigue crack growth rate test results for notched flat specimens under bending. The applied materials were titanium alloy Ti-6Al-4V, which is used for machines elements such as: aircraft engine rotors, fan blades of compressor disks and the various mechanical elements, etc. Those elements work often in conditions of fatigue loads. Test were done under control load and for the stress ratio R = 0. Crack growth in disk axial compressor aircraft engine turbine of the PW J52-P-8 is modeled using boundary element method. It has been found, that is possibility of comparison of crack growth rate was affirmed got in numerical calculations with results of specimens experimental tests.
Przedstawiono schemat maszyny zmęczeniowej i wyniki badań próbek o przekroju kołowym stali konstrukcyjnych 18G2A i 10HNAP przy 13 kombinacjach zginania ze skręcaniem o współczynniku korelacji między naprężeniami normalnymi i stycznymi (r(sigmatau))=0,16. Każde z obciążeń składało się z sumy 4 różnych przebiegów. Wykazano, że najlepszą zgodność wyników trwałości eksperymentalnej z obliczeniową dla analizowanych materiałów uzyskuje się przy użyciu kryterium maksymalnych naprężeń stycznych w płaszczyźnie krytycznej i hipotezy kumulacji uszkodzeń Palmgrena-Minera.
EN
The paper contains scheme of the fatigue test stand and the obtained test results for circular specimens made of 18G2A and 10HNAP steels under 13 combinations of bending with torsion with coefficient of correlation between normal and shear stresses (r(sigmatau))=0,16. Each loading contained the sum of four different sinusoidal histories. It was shown that the best agreement of the results of experimental and calculation lives for the considered materials was obtained using of the criterion of maximum shear stresses in the critical plane and the Palmgren-Miner hypothesis of damage accumulation.
W pracy przedstawiono wyniki badań stali SUS 304 przy obciążeniach proporcjonalnych i nieproporcjonalnych. Zaproponowano wykorzystanie właściwej energii sprężysto-plastycznej w charakterze parametru zmęczenia dla materiałów wrażliwych na cykliczne umocnienie nieproporcjonalne.
EN
The paper includes the results for SUS 304 steel under proportional and non-proportional loading. The autors propose to use the elastic-plastic specific energy as a fatigue parameter for materials sensitive to non-proportional cyclic hardening.
W pracy przedstawiono nieliniowy model do opisu rozwoju prędkości pęknięć zmęczeniowych z uwzględnieniem zakresu całki ΔJ. Model weryfikowano eksperymentalnie przy wahadłowym zginaniu w próbkach jednostronnie utwierdzonych wykonanych ze stali 10HNAP i 18G2A. Do badań użyto próbek płaskich z koncentratorem naprężeń w postaci jednostronnego karbu. Badania wykazały, że karb w próbce ma istotny wpływ na prędkość rozwoju szczeliny zmęczeniowej oraz na wartość przenoszonego obciążenia. Im ostrzejszy był karb w próbce badanej, tym prędkość pękania zwiększała się wraz ze wzrostem obciążenia. Przedstawiony w pracy model może być zastosowany do opisu prędkości rozwoju szczeliny zmęczeniowej. Wykazano, że na prędkość pękania zmęczeniowego ma również wpływ rodzaj zastosowanego materiału.
EN
The paper presents a nonlinear model of fatigue crack growth rate description taking into account the ΔJ-integral range. The model was verified experimentally under pendular bending in unilaterally restrained specimens mode of the 10HNAP and 18G2A steel. For the purpose of the research plane specimens were used with concentration of stress in the form of unilateral notch. The investigations showed that notch in the specimen has a substantial influence on the rate of development of fatigue slit as well as on the value of the exerted loading. The sharper the notch in the investigated specimen the bigger the crack rate accompanied by the increased loading. The presented in the paper model gives quite agood description of fatigue crack development rate. It has been proved that the fatigue crack rate is influenced by the kind of the material in use.
W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych przy zginaniu próbek mocowanych wspornikowo ze stali 10HNAP dla różnych wartości obciążeń średnich. Do badań użyto próbek płaskich z koncentratorem naprężeń w postaci jednostronnego karbu ostrego. Badania prowadzone były na maszynie zmęczeniowej MZGS-100 przy częstotliwości zmian obciążenia 28,8 Hz. Podczas badań utrzymywano stały współczynnik asymetrii cyklu R w zakresie od -1 do 0,5. Wykazano, że przy zmianie współczynnika asymetrii cyklu z R = -0,5 na R = 0,5 prędkość pękania wzrasta. Wykazano również obniżenie trwałości zmęczeniowej materiału przy wzroście obciążenia średniego. Przedstawione w pracy modele analityczne dają wyniki zbieżne z eksperymentalnymi.
EN
The paper contains the results of tests on fatigue crack development under bending of specimens made of 10HNAP steel, one-sided restrained, for differnt mean loading. Plane specimens with one-sided sharp notch stress concentrator were tested. The tests were done on the fatigue stand MZGS-100 under the loading change frequency 28,8 Hz. While testing the constant stress ratio R in the range from - 1 to 0,5 was kept. It has been shown that the crack rate increases when the stress ratio is changed from R = - 0,5 to R = 0,5. There has also been shown the decrease of the material fatigue life while the mean loading increases. The analytical models presented in the paper give corvergent results to the experimental ones.
W pracy przedstawiono metodę identyfikacji i obliczania składników właściwej energii odkształcenia w przypadku cyklicznych i losowych obciążeń zmęczeniowych wywołujących w materiale odkształcenia sprężysto-plastyczne. Metoda polega na śledzeniu przebiegu czasowego zmian całkowitej energii odkształcenia.
EN
The paper presents a method of identification and calculation of the strain energy density components under cyclic and random loading causing elastic-plastic strains in the material. Changes of the total strain energy history are observed in the method applied.
W pracy przedstawiono nieliniowy model do opisu prędkości wzrostu pęknięcia zmęczeniowego wykorzystujący zakres całki (delta)j, który zweryfikowano doświadczalnie. Zaproponowany model reprezentuje podejście energetyczne do zmęczeniowej mechaniki pękania. Model weryfikowano na próbkach płaskich z karbem przy zginaniu wspornikowym dla różnych wartości współczynnika asymetrii cyklu R, a całkę J obliczano metodą numeryczną z zastosowaniem MES. Wykazano, że przy wzroście obciążenia zginającego i zmianie współczynnika asymetrii cyklu z R= -1 na R=0,5 prędkość pękania wzrasta. Zaproponowany w pracy model daje wyniki zbieżne z doświadczalnymi.
EN
The paper presents a nonlinear model for description of fatigue crack growth rate based on the (delta)J - integral range, which was verified experimentally. The model proposed energetic approach to fracture mechanics. It was verified on plane notched specimens under unilaterally restrained bending for different values of stress ratio. The J-integral was estimated by using the finite element method. It has been proved that with the growth of bending load and change of stress ratio from R= - 1 to R=0,5 the crack rate increases. The model proposed in the paper gives convergent results experimental ones.
W pracy przedstawiono metodę identyfikacji i obliczania składników właściwej energii odkształcenia w przypadku cyklicznych i losowych obciążeń zmęczeniowych wywołujących w materiale odkształcenia sprężysto-plastyczne. Metoda polega na całkowaniu przebiegu mocy chwilowej odkształceń.
EN
The paper presents a method of identification and calculation of components of the strain energy density under cyclic and random loading causing the elastic-plastic strain in the material. The method insists in untegration of history of the strain instantaneous power.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.