Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research on Fretting Fatigue of Tungsten Carbide Coating Based on Strain Energy Density Methods

Zeng Xin, Wang Xiaoxiao, Ping Xuecheng, Wang Renjie, Hu Tao

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 1

21--30

EN

The numerical solutions of stress and strain components on the critical plane of tungsten carbide coating were solved based on the critical plane method in three-dimensional coordinate system, and accordingly three strain energy density parameters (Smith-Watson-Topper, Nita-Ogatta-Kuwabara and Chen parameters) were determined to reveal the fretting fatigue characteristics of tungsten carbide coating. In order to predict the fretting fatigue life based on the strain energy density criterion, the expressions between the strain energy density parameter and the fretting fatigue life was obtained experimentally. After the comparison of the three strain energy parameters, it was found that all three parameters could accurately predict the crack initiation position, but only the Smith-Watson-Topper parameters could accurately predict the crack initiation angle. The effects of cyclic load, normal load and friction coefficient on fretting fatigue damage behaviors were discussed by using the Smith-Watson-Topper criterion. The results show that the fretting fatigue life decreases with the increase of cyclic load; an increase in the normal contact load will cause the Smith-Watson-Topper damage parameters more concentrated at the outer edge of the bridge foot; a decrease in the friction coefficient will increase the Smith-Watson-Topper damage parameters in the middle of the contact surface.

2

Evaluation of fatigue life calculation algorithm of the multiaxial stress-based concept applied to S355 steel under bending and torsion

Macek W., Mucha N.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 21, nr 4

935--951

EN

This paper presents the results of a study into the stress-based fatigue life calculation algorithm applied to cyclic and random multiaxial proportional and non-proportional loading. This method for high-cycle fatigue, covers both infinite and finite life region, and is based on a critical plane approach combined with rain flow cycle counting and linear damage accumulation. Algorithm based on the method for equivalent scaling of the normal stress in material planes in dependence on the stress state, proposed by Gaier and Danbauer. For analysis the calculated fatigue lives are compared to the experimental results for steel S355 under proportional and non-proportional bending with torsion.

3

Trwałość zmęczeniowa stopu aluminium 6082-T6 w warunkach obciążeń cyklicznych przy różnych kątach orientacji płaszczyzny krytycznej

Kurek A., Łagoda M., Łagoda T.

Modelowanie Inżynierskie

|

2015

|

T. 25, nr 56

83--88

PL

Praca dotyczy szacowania trwałości zmęczeniowej stopu aluminium 6082–T6 (PA4) z wykorzystaniem różnych kryteriów wieloosiowego zmęczenia przy obciążeniach cyklicznych dla różnych kątów położenia płaszczyzny krytycznej. W pracy dokonano analizy zmienności obliczeniowej trwałości zmęczeniowej w zależności od wartości kata. Przeprowadzono badania symulacyjne, w których założono, że β ϵ <0°, 45°>. Dla każdego z 46 kątów obliczono parametry B i K występujące w wyrażeniu na naprężenie ekwiwalentne. W celu sprawdzenia, który kąt β daje najbardziej zbliżone wyniki, dokonano analizy rozrzutów trwałości zmęczeniowej. W pracy przedstawiono weryfikację zaproponowanego modelu postępowania, według którego autorzy uzyskali najlepsze wyniki.

EN

This paper concerns the estimation of the fatigue life of aluminum alloy 6082-T6 (PA4) using different criteria multiaxial fatigue under cyclic bending with torsion at different angles of critical plane orientation. The paper presents an analysis of the variability of calculated fatigue life based on the value of the angle β. The authors performed simulations in which it was assumed that β ϵ <0°, 45°>. For each of the 46 angles parameters B and K which appers in expression of aquivalent stress were calculated. In order to verify which angle β gives the most similar results authors analyzed the scatter of fatigue life. The paper presents the verification of the proposed model, according to which the authors have obtained the best results.

4

Selection of the Best Method for Assessment of the Fatigue Life of Aluminium Alloys Based on the Root of the Scatter Mean-Square Value

Walat K.

Acta Mechanica et Automatica

|

2012

|

Vol. 6, no. 1

86-88

EN

The paper presents comparison of three methods of fatigue life assessment related to aluminium alloys. One of these methods is a new way of statistical interpretation of the fatigue test results by means of the root of the mean-square value of the error expressing a half of scatter of the calculated fatigue life. The results of fatigue tests of specimens, and different geometries of welded joints made of aluminium alloys were considered. The calculated fatigue lives were obtained with use of critical plane orientations determined according to the variance of normal and shear stresses, and the covariance of normal and shear stresses.

5

Orientacja płaszczyzny krytycznej przy wyznaczaniu trwałości zmęczeniowej w funkcji granic zmęczenia

Walat K., Łagoda T.

Modelowanie Inżynierskie

|

2011

|

T. 10, nr 41

421-428

PL

W pracy przedstawiono zależności zmian orientacji płaszczyzny krytycznej od stosunku granic zmęczenia dla analizowanych obciążeń. Trwałości zmęczeniowe wybranych modeli wyznaczono według kryterium wieloosiowego zmęczenia przy wyznaczeniu orientacji płaszczyzny krytycznej według propozycji Carpinteri i Spagnoli. Analizie poddano wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzonych dla materiałów o własnościach pośrednich pomiędzy sprężysto-kruchymi i sprężysto-plastycznymi, do których zalicza się głównie stopy aluminium.

EN

The paper presents relations between changes of the critical plane orientation and the fatigue limit ratio for the considered loadings. Fatigue lives of the chosen models were determined according to the multiaxial fatigue criterion where the critical plane orientation was defined according to the method proposed by Carpinteri and Spagnoli. The materials of intermediate properties (between elastic-brittle and elasttic-plastic), mainly aluminium alloys were tested, and next the obtained test results were analysed.

6

Zastosowanie ekstremum kowariancji w płaszczyźnie krytycznej do wyznaczania trwałości zmęczeniowej przy obciążeniach cyklicznych

Walat K., Łagoda T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2009

|

Z. 12

CD-CD

PL

W pracy przedstawiono wyznaczanie trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych z wykorzystaniem ekstremum kowariancji w płaszczyźnie krytycznej dowodząc, iż metoda ta daje zadowalającą zgodność wyników obliczeniowych z eksperymentalnymi. W praktyce funkcjonuje wiele kryteriów wieloosiowego zmęczenia do wyznaczania trwałości elementów konstrukcyjnych. Spośród tych kryteriów możemy wyodrębnić grupę, której istnienie zależne jest bezwarunkowo od orientacji płaszczyzny krytycznej. Znane są trzy metody wyznaczania położenia płaszczyzny krytycznej: metoda wariancji, kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych i funkcji wagowych. Płaszczyzna krytyczna może być jednak zdefiniowana również jako ta, w której występuje ekstremalna kowariancja pomiędzy naprężeniami stycznymi i normalnymi w danej płaszczyźnie. Celem niniejszej pracy jest wyznaczenie trwałości zmęczeniowej na przykładzie badań próbek ze stopu PA6 w warunkach proporcjonalnych i nieproporcjonalnych obciążeń cyklicznych (zginanie ze skręcaniem) z wykorzystaniem ekstremum kowariancji w płaszczyźnie krytycznej. Biorąc pod uwagę ogólne kryteria wieloosiowego zmęczenia można wyprowadzić kryterium w nowozdefiniowanej płaszczyźnie krytycznej [1]. Naprężeniowe kryteria wieloosiowego zmęczenia losowego w płaszczyźnie krytycznej, można zapisać jako sumę naprężeń normalnych i stycznych w tej płaszczyźnie: σeq(t) = Bτηs(t) + Kση(t), gdzie stałe B i K wyznaczono na podstawie prostych stanów naprężenia (zginanie oraz skręcanie). W pierwszym etapie wyznacza się płaszczyznę krytyczną. Jest to ta płaszczyzna, w przypadku której kowariancja między naprężeniami stycznymi τηs i normalnymi ση osiągnie lokalne ekstremum. Następnie, w tak zdefiniowanej płaszczyźnie krytycznej z przebiegu ekwiwalentnego naprężenia wyznaczono wartości amplitud, na podstawie których, wyznaczono trwałości zmęczeniowe w oparciu o charakterystykę zmęczeniową w warunkach cyklicznego zginania. Powyższa analiza dała możliwość zaproponowania innej metody wyznaczania położenia płaszczyzny krytycznej w stosunku do znanych trzech innych (metoda wariancji, kumulacji uszkodzeń i funkcji wagowych). Poza tym dała dwie nowe postacie kryteriów wieloosiowego zmęczenia losowego w płaszczyźnie krytycznej. W oparciu o położenie płaszczyzny krytycznej wyznaczonej z ekstremum kowariancji pomiędzy naprężeniami normalnymi i stycznymi uzyskano zadowalającą zgodność wyników trwałości obliczeniowych z eksperymentalnymi dla kombinacji proporcjonalnego i nieproporcjonalnego zginania ze skręcaniem.

7

Wyznaczanie trwałości zmęczeniowej elementu z karbem obrączkowym w płaszczyźnie krytycznej

Łagoda T., Słowik J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2007

|

Z. 4

78-80

PL

W pracy przedstawiono algorytm szacowania trwałości elementów z karbem obrączkowym w warunkach cyklicznego rozciągania-ściskania. W algorytmie został wykorzystany model energetyczny do wyznaczania lokalnych naprężeń oraz odkształceń w karbie, gdzie występuje złożony stan naprężenia [1, 2]. Do wyznaczenia trwałości posłużono się kryterium wieloosiowego zmęczenia w płaszczyźnie krytycznej [3]. Weryfikacja algorytmu została przeprowadzona w oparciu o wyniki badań zmęczeniowych zaczerpniętych z literatury próbek gładkich oraz z karbem wykonanych ze stali AISI 1141 MA (AF) [4, 5]. Porównanie otrzymanych wyników obliczeń z eksperymentalnymi wskazuje na zasadne stosowanie modeli energetycznych w ocenie trwałości zmęczeniowej.

EN

In paper the authors proposed an algorithm for fatigue life estimation of the elements with circumferential notch in uniaxial cyclic tension and compression. In the algorithm energy models were used for local strain and stress calculation at the notch where the complex state of stress exists. For fatigue life estimation the criterion of multiaxial fatigue in critical plane was used. A verification of algorithm was made on the basis of fatigue test results of smooth and notched specimens described in literature made of AISI 1141 MA (AF) steel.

8

Analiza kierunków makropłaszczyzn pęknięć zmęczeniowych w warunkach obciążeń złożonych

Skibicki D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2007

|

Z. 4

114-116

PL

Przedmiotem niniejszych badań eksperymentalnych była miara stopnia nieproporcjonalności. W kryterium (1) jest ona wyrażona ilorazem pola pod ścieżką obciążenia do pola koła opisanego na ścieżce. W liczniku wyrażenia występuje funkcja wagowa, dzięki której stopień nieproporcjonalności zależny jest także od położenia obracających się wektorów, w stosunku do płaszczyzny krytycznej.

EN

Within the framework of research on fatigue loading nonproportionality experimental research has been carried out in which this kind of loading has been modelled. The experiment methodology has been connected with the usage of equivalent stress, based on the idea of the critical plane. The aim of this work was the verification of critical plane choosing method. For that purpose analysis of fatigue crack plane directions has been carried out. From the analysis results it can be seen that directions of fatigue crack planes are in constant relation with critical plane position.

9

Weryfikacja energetycznego parametru uszkodzenia w przypadku zginania ze skręceniem

Ogonowski P., Kardas S., Kluger K., Łagoda T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2003

|

Z. 78

355-364

PL

W pracy dokonano weryfikacji energetycznego parametru uszkodzenia w płaszczyźnie krytycznej dla zginania, skręcania oraz kombinacji zginania ze skręcaniem przy obciążeniach proporcjonalnych i nieproporcjonalnych. Obliczenia dla kombinacji zginania ze skręcaniem wykonano dla obciążeń zgodnych oraz przesuniętych w fazie.

EN

The paper presents verification of the energy damage parameter in the critical plane for bending, torsion and combined bending with torsion under proportional and non-proportional loading. Under combined bending with torsion, the calculations were done for conforming and out-of-phase loading.

10

Energy approach to fatigue life estimation under combined tension with torsion

Łagoda T., Macha E.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

Vol. 269, z. 67

163-182

EN

The paper concerns application of the energy parameter, being a sum of the elastic and plastic strain energy density in the critical plane, for description of experimental data obtained from the fatigue tests of 35NCD16 steel, GGG40 and GGG60 cast irons subjected to constant amplitude cyclic tension-compression, torsion and variable-amplitude tension-compression, torsion and combined tension with torsion. It has been shown that the parameter of specific work of selected stress on selected strains in the critical plane is an efficient parameter expressing the fatigue life of analysed materials under the considered kinds of loading. The critical plane is the plane where the parameter of normal strain energy density reaches its maximum.