The paper presents the results of fatigue tests of the 6060 aluminum alloy. The test material was taken from the profiles used for the production of side windows and external doors of the passenger trains by the RAWAG company. The tests were carried out for cyclic loads with pure bending, pure torsion, and two combinations of bending and torsion. Fatigue tests were performed at zero mean values. Using scanning electron microscopy, a fractographic analysis was made, which is a supplementary basic for considerations about the mechanism of initiation and development of fatigue cracks. Based on the appearance of individual zones and the characteristics of cracks, a picture of the behavior of the material under specific conditions was obtained. Finally, the plastic property of fatigue cracks was indicated.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Melted zones, microcracks, shear bands, and elastic incompatibility of explosively welded materials are features that may initialize cracks at the interface and reduce fatigue strength. This study aims to determine the effect of interfacial defect-like structures on the fatigue strength of explosively welded corrosion-resistant plates. Cyclic axial loading was applied to seven distinct layer-by-layer compositions of Ti Gr 1, Zr 700 alloys, and carbon steels. The interfacial wave height as a metric of potential fatigue life influencing factors along with measured strain amplitude was applied as the input quantities for the Machine Learning based model, i.e. the Gaussian process for regression (GPR). This is a novel and successful application of GPR to estimate the effect of interfacial wave height on the fatigue life of explosively welded plates. For the first time, the effect of the interface feature on fatigue life was estimated quantitatively. The Digital Image Correlation technique was applied to measure the field of cyclic strain for the purpose of verifying if a single strain amplitude is representative of a heterostructured plate. It was found that interfacial wave height is an important feature and its increase by 100 µm reduces the fatigue life of analysed plates by 36%. Additionally, to validate the applicability of explosively welded plates to engineering structures under cyclic loading, the experimental fatigue lives were compared with the design curve of the American Society of Mechanical Engineers (ASME) code.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents methods for determining the fatigue life of welded joints with particular emphasis given to typical joints. In addition, the article presents various possible nominal stress-based ways enabling the calculation of stresses, including structural stresses and involving the most complex linear fracture mechanics. The paper also discusses recommendations by the International Institute of Welding related to the determination of the fatigue life of welded joints in flat elements exposed to tension-compression conditions. The work is focused on assessing the fatigue life of welded joints (selected types) in accordance with the guidelines specified in related recommendations issued by the International Institute of Welding and taking into consideration the analysis concerned with the safety of such structures.
PL
Przedstawiono metody wyznaczania trwałości zmęczeniowej złączy spawanych ze szczególnym uwzględnieniem typowych złączy. Podano możliwe sposoby wyznaczania naprężeń uzyskanych na drodze obliczeniowej w złączach spawanych na podstawie naprężeń nominalnych według różnych propozycji, poprzez naprężenia strukturalne, aż po zastosowanie najbardziej skomplikowanej liniowej mechaniki pękania. Na tym tle przedstawiono zalecenia Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa dotyczące wyznaczania trwałości zmęczeniowej złączy spawanych w warunkach rozciągania-ściskania elementów płaskich. Skupiono uwagę na problemie oceny trwałości zmęczeniowej połączeń spawanych wybranych typów złączy zgodnie z wytycznymi zawartymi w zaleceniach Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa oraz analizie bezpieczeństwa takich konstrukcji.
The paper contains a proposal of a new model for the stress-life curve. The new model reflects the nature of the stress curve occurring under current conditions, which means its shape of an inclined letter S. It can be used for both low and high cycle fatigue. Verification of the proposed model was performed on experimental results of ten various materials from three main types that are low-alloy, high-alloy and non-alloy steels.
Fields of application for quenched and tempered advanced high-strength steels are mainly ground-moving, mining equipment, commercial vehicles, and truck cranes. One of the main aspects determining range of applicability for the high strength steels is the possibility to obtain welded joints with the given fatigue strength. Information about fatigue behaviour of the weld joints strongly increases the operational safety of the structures. Factors influencing mechanical properties of the joints can be related to the welding parameters, i.e. welding current, voltage, and interpass and preheat temperatures. Thermo-mechanical process (fusion welding) also causes the diversification of the microstructure in the weld and heat affected zones. Microstructure changes induce residual stress, influencing the fatigue behaviour of the weld joint. The main topic of the paper are results of the experimental fatigue tests performed for S1100QL butt welds produced with two different technological parameter setups. Technological parameters configurations were selected on the basis of experimental tests carried out for sheets with a thickness of 12 mm. The low and high welding parameters differed due to energy introduced into the system. The energy was controlled by current parameters and the preheating of joined elements. In both configurations, it was possible to make welded joints that meet regulatory requirements but differ in the level of introduced internal stresses and microstructural properties in heat affected zone sizes. The joints were additionally subjected to standard strength and microstructural tests.
PL
Obszar zastosowania stali ulepszanych cieplnie to głównie maszyny służące do robót ziemnych, urządzenia górnicze, pojazdy użytkowe oraz żurawie samochodowe. Jednym z głównych aspektów określających zakres stosowalności stali wysoko wytrzymałych jest możliwość uzyskania połączeń spawanych o zadanej minimalnej wytrzymałości zmęczeniowej. Informacje na temat zjawisk zmęczeniowych zachodzących w złączach spawanych znacznie zwiększają bezpieczeństwo eksploatacyjne konstrukcji. Czynniki wpływające na właściwości mechaniczne złączy mogą być związane z parametrami spawania, tj. prądem spawania, napięciem, temperaturą międzyściegową i temperaturą wstępnego podgrzewania. Proces termomechaniczny, jakim jest spawanie łukiem elektrycznym, powoduje również zróżnicowanie mikrostruktury w samych spoinach i strefach wpływu ciepła. Zmiany mikrostruktury wywołują między innymi naprężenia szczątkowe wpływające na trwałość zmęczeniową złącza spawanego. Głównym tematem artykułu są wyniki eksperymentalnych testów zmęczeniowych wykonanych dla spoin doczołowych S1100QL wytworzonych przy użyciu dwóch różnych konfiguracji parametrów technologicznych. Połączenia zostały dodatkowo poddane standardowym testom wytrzymałościowym i mikrostrukturalnym. W artykule zaprezentowano również symulację propagacji wzrostu pęknięć zmęczeniowych.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper contains the fatigue tests results for specimens made of three cast irons under proportional and non-proportional variable ampliude tension with torsion. The experimental data for long fatigue life have been compared with those calculated according to the algorithm with use of the modified criterion of the maximum normal stress in the critical plane. In the considered algorithm the Palmgren-Miner hypothesis of damage cumulation seems to be useless whereas the Palmgren-Miner hypothesis give satisfactory results. Applying the method of fatigue damage cumulation we obtain the critical plane direction which agrees with the experimental fracture plane very well.
PL
W pracy analizowane są wyniki badań zmęczeniowych próbek z trzech rodzajów żeliwa w warunkach proporcjonalnego i nieproporcjonalnego zmienno-amplitudowego rozciągania ze skręcaniem. Dane eksperymentalne z zakresu długotrwałej wytrzymałości zmęczeniowej są porównywane z obliczonymi według algorytmu wyznaczania trwałości zmęczeniowej przy użyciu zmodyfikowanego kryterium maksymalnego naprężenia normalnego w płaszczyźnie krytycznej. Nieprzydatna dla badanego żeliwa i warunkach obciążenia ukazała się w tym algorytmie liniowa hipoteza kumulacji uszkodzeń Palmgrena-Minera. Natomiast zadowalające wyniki uzyskano stosując nieliniową hipotezę Serensena-Kagayeva. Stosując metodę kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych uzyskano bardzo dobrą zgodność obliczeniowych płaszczyzn krytycznych z eksperymentalnymi.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.