The paper deals with fatigue safety of machines and structures subjected to stresses below the fatigue limit of the material. Multiaxial stationary stochastic stresses are considered which are modelled by an equivalent stress in the form of a Gaussian process. The equivalence conditions are based on the Huber-Mises-Hencky strength theory and on the theory of energy transformation systems. It is assumed that the mean values, power spectral densities and cross power spectral densities of the stress processes are known. The formula for the expected value of fatigue safety margin is derived which can be used for visualization of fatigue safety level in selected parts of structural elements by means of maps.
PL
Praca dotyczy bezpieczeństwa zmęczeniowego maszyn i konstrukcji poddanych naprężeniom poniżej granicy zmęczenia. Rozpatrywane jest wieloosiowe naprężenie stacjonarne, które zamodelowano jednoosiowym naprężeniem równoważnym w postaci procesu Gaussa. Warunki równoważności oparto na hipotezie wytężenia Hubera-Misesa-Hencky'ego i na teorii systemów transformacji energii. Założono znajomość wartości średnich, gęstości widmowych mocy i wzajemnych gęstości widmowych mocy naprężeń składowych. Wyprowadzono wzór na wartość oczekiwaną marginesu bezpieczeństwa zmęczeniowego, która może być użyta do wizualizacji poziomu bezpieczeństwa zmęczeniowego wybranych części konstrukcji za pomocą warstwic.
The paper deals with fatigue damage accumulated in elements of machines and structures subjected to stresses in the high-cycle fatigue regime. Uniaxial stationary stochastic stresses are considered which are modelled by an equivalent stress in the form of a Gaussian process. The equivalence conditions are based on the theory of energy transformation systems. It is assumed that the mean value and the power spectral density of the original stress are known. The ratio of the required design life and the expected value of the time to failure is determined as the fatigue damage parameter the values of which can be used for visualization of fatigue damage of the material by means of maps.
PL
Praca dotyczy uszkodzeń zmęczeniowych elementów maszyn i konstrukcji poddanych naprężeniom w zakresie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej wysokocyklowej. Rozpatrywane jest jednoosiowe naprężenie stacjonarne, które zamodelowano naprężeniem równoważnym w postaci procesu Gaussa. Warunki równoważności oparto na teorii systemów transformacji energii. Założono znajomość wartości średniej i gęstości widmowej mocy naprężenia. Iloraz założonego czasu eksploatacji i wartości oczekiwanej czasu do chwili pęknięcia przyjęto jako parametr uszkodzenia zmęczeniowego, którego wartości mogą być użyte do wizualizacji stopnia uszkodzenia zmęczeniowego materiału za pomocą warstwić.
Praca dotyczy bezpieczeństwa zmęczeniowego maszyn i konstrukcji poddanych działaniu naprężeń nieprzekraczających granicy zmęczenia materiału. Rozpatrywane są jednoosiowe stacjonarne naprężenia stochastyczne, które zamodelowano ekwiwalentnym procesem Gaussa. Warunek równoważności przyjęto na podstawie teorii systemów transformujących energię. Założono znajomość wartości średniej i gęstości widmowej mocy naprężenia rzeczywistego. Wyznaczono wartość oczekiwaną względnego marginesu bezpieczeństwa zmęczeniowego, która może służyć do wizualizacji poziomu bezpieczeństwa zmęczeniowego elementów konstrukcyjnych za pomocą warstwic.
EN
The paper deals with fatigue safety of machines and structures subjected to stresses not exceeding the fatigue limit of the material. Uniaxial stationary stochastic stresses modeled by an equivalent Gaussian process are considered. The equivalence condition is based on the theory of energy transformation systems. It is assumed that the mean value and the power spectral density of the actual stress is known. The expected value of the relative fatigue safety margin is determined. It can be used for visualization of fatigue safety level of structural elements on maps.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.