Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fatigue tests on notched specimens of G20Mn5QT cast steel and life prediction by a new strain-based method

Han Qinghua, Wang Yaru, Yin Yue, Zhang Song

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

221--236

EN

Fatigue performance of notched specimens of G20Mn5QT cast steel was investigated experimentally and analytically. Fatigue tests on a total number of 22 semi-circular notched specimens were conducted with the load ratios of − 1 and 0.1. Nominal stress-fatigue life relationship was obtained, and mean stress correction rules were verified for the notched specimens based on the test results. A new strain-based approach, strain field intensity (SNFI) method, was proposed, in which fatigue life of materials is predicted based on the weighted average strain in the fatigue damage region. The fatigue lives of the test specimens were predicted using three strain-based approaches, modified Neuber’s rule, equivalent strain energy density (ESED) method and the proposed SNFI method. The fatigue life prediction by the SNFI method was in very good agreement with the test results, which verified the rationality and applicability of the proposed SNFI method and also the adopted fatigue properties of G20Mn5QT cast steel. Both the modified Neuber’s rule and the ESED method gave conservative prediction of the fatigue life of the notched specimens. The necessity of the 3-dimensional fatigue damage region was also discussed for the proposed SNFI method.

2

Analysis of the fatigue life of neat and modified bitumens using linear amplitude sweep test

Wesołowska M., Ryś D.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2018

|

Vol. 17, no. 4

317--336

EN

The paper presents an evaluation of the fatigue resistance of selected Polish bituminous binders: neat bitumen 50/70, polymer modified bitumen PMB 45/80-55 and polymer highly modified bitumen PMB 45/80-80. The linear amplitude sweep (LAS) test, which is a new bitumen performance grading test developed in the USA, and was used to assess the fatigue life of the bitumens. Highly modified bitumen 45/80-80 showed 10-20 times higher fatigue durability than neat bitumen 50/70 and modified bitumen PMB 45/80-55. The differences in fatigue durability between neat bitumen 50/70 and modified bitumen PMB 45/80-55 were much smaller, which means that the bitumens are characterized by similar fatigue reliability. Also the effect of different test temperatures on the fatigue life and mode of failure of the bitumen binders were examined. It has been shown that the quality of a bitumen can be more accurately assessed on the basis of results of the durability test carried out for several different temperatures than for one equivalent temperature.

PL

W artykule przedstawiono ocenę odporności na zmęczenie wybranych polskich lepiszczy asfaltowych: asfaltu drogowego 50/70, asfaltu modyfikowanego PMB 45/80-55 i asfaltu wysokomodyfikowanego 45/80-80. Do oceny trwałości zmęczeniowej asfaltów zastosowano test liniowego zwiększania amplitudy LAS (ang. Linear Amplitude Sweep Test), który jest nowym badaniem funkcjonalnym opracowanym w USA. Asfalt wysokomodyfikowany 45/80-80 wykazał do kilkunastu razy większą trwałość zmęczeniową niż inne materiały: asfalt drogowy 50/70 oraz asfalt modyfikowany PMB 45/80-55. Różnice w trwałości zmęczeniowej między asfaltem drogowym 50/70 i modyfikowanym PMB 45/80-55 były dużo mniejsze, co powoduje, że asfalty te wykazują zbliżoną odporność na zmęczenie. W pracy analizowano także wpływ różnych wartości temperatury badania asfaltu na trwałość zmęczeniową i sposób zniszczenia lepiszcza. Wykazano, że dokładniejszą ocenę jakości asfaltu można uzyskać na podstawie analizy wyników badania trwałości uwzględniającego kilka różnych wartości temperatury niż na podstawie badania lepiszcza przeprowadzonego w jednej temperaturze ekwiwalentnej.

3

Fatigue strength analysis of welded aluminium stairs

Jastrzębski M., Misztela A., Gołoś K.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 1

177--184

EN

The article presents numerical analyses and results of experimental fatigue tests of the welded stairs made from prefabricated EN-AW 6063-T66 aluminium alloy thin-walled profiles. Fatigue life analysis of welded thin-walled structures is a complicated and demanding task. Fatigue analysis of stairs was carried out according to the concept of a weak link, which was verified experimentally. The FEM method was applied in strength analysis. The conducted research allowed identifying the weak link of the structure at the welded joint. The samples stairs were subjected to fatigue tests. The fatigue tests have been conducted using specially designed set up. The experiments confirmed the numerical analysis. The cracks occurred at welded joints before expected fatigue life to fracture. Then the stairs structure was modified by changing the weld joints arrangement. The fatigue tests were carried out again and showed further weaknesses of their structure cracking of the step profile. To precisely capture this problem, detail finite element calculations for the analysed stairs have been conducted. Applying the nominal stress method, this problem was solved changing the treads profile of the stairs step. The last improvement in the construction was sufficient to satisfy fatigue strength requirement of the analysed structure. The weak link approach and nominal stress method proved to be an effective tool in fatigue analysis of the examined structure.

4

Comparison of low and high frequency fatigue tests

Vasko A., Belan J., Kucharikova L.

Production Engineering Archives

|

2017

|

Vol. 17

15--18

EN

The paper presents the results of low and high frequency fatigue tests carried out on nodular cast iron. The specimens of synthetic nodular cast irons from three different melts were studied in the high cycle fatigue region (from 105 to 108 cycles) using fatigue experimental equipments for low and high frequency cyclic loading. Low frequency fatigue tests were carried out at frequency f ≈ 120 Hz using the fatigue experimental machine Zwick/Roell Amsler 150HFP 5100; high frequency fatigue tests were carried out at frequency f ≈ 20 kHz using the ultrasonic fatigue testing device KAUP-ZU. Both fatigue tests were realised at sinusoidal cyclic push-pull loading (stress ratio R = –1) at ambient temperature (T = 20 ± 5 °C).

5

The effect of various rapeseed oil-based polyols on selected properties of flexible polyurethane foams

Malewska E., Bąk S., Kurańska M., Prociak A.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 11-12

799--806

EN

Bio-polyols based on rapeseed oil were used to produce flexible polyurethane foams (FPURF). The bio-polyols were obtained on a laboratory and industrial scale with the two-step method involving epoxidation of double bonds in rapeseed oil and opening of oxirane rings with different alcohols, such as isopropanol (iP) and diethylene glycol (DEG). The impact of bio-polyols production scale on selected physical and mechanical properties of FPURF was analyzed. The applied bio-polyols differed slightly by hydroxyl number, functionality, and water content. It was found that the scale of bio-polyol production has no significant impact on FPURF properties such as apparent density, hardness, hysteresis, support factor, and resilience. However, it was observed, that the addition of the bio-polyol to polyurethane (PUR) formulation had the impact on the FPURF properties as compared to the reference foams that were not modified with the bio-polyols. Moreover, a continuous method was used to prepare FPURF samples modified with different rapeseed oil-based polyols. For this purpose mixing-dosing device with conveyor line was used to synthesize the foams. It was found that the replacement of petrochemical polyols with the bio-polyols resulted in lower reactivity of the modified for- mulations and the amount of catalysts had to be increased. Furthermore, the foams hysteresis, support factor, and hardness were higher, especially for foams modified with the bio-polyol that contained DEG in its structure. Moreover, the fatigue tests were performed and the results showed a beneficial effect of the bio-based polyols on the functional properties, a.o. support factor of flexible foams.

PL

Bio-poliole z oleju rzepakowego, wytworzone w skali laboratoryjnej i przemysłowej, zastosowano wsyntezie elastycznych pianek poliuretanowych (FPURF). Bio-poliole otrzymano metodą dwuetapową przez epoksydację wiązań podwójnych w oleju rzepakowym, a następnie przez otwarcie pierścieni oksiranowych za pomocą izopropanolu (iP) oraz glikolu dietylenowego (DEG). Zbadano wpływ rodzaju bio-poliolu (także tego samego rodzaju, ale otrzymanego w różnej skali) na wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne FPURF. Zastosowane bio-poliole różniły się między sobą nieznacznie liczbą hydroksylową, funkcyjnością i zawartością wody. Stwierdzono, że skala produkcji polioli nie ma istotnego wpływu na właściwości FPURF, takie jak: gęstość pozorna, twardość, histereza, współczynnik komfortu i odbojność. Zaobserwowano jednak wpływ modyfikacji za pomocą różnych bio-polioli na właściwości FPURF w porównaniu z właściwościami niemodyfikowanej pianki referencyjnej. Pianki FPURF otrzymano również stosując metodę ciągłą z użyciem urządzenia dozująco-mieszającego wraz zlinią do przesuwu form z mieszaniną reakcyjną. Stwierdzono, że zastąpienie polioli petrochemicznych bio-poliolami powoduje zmniejszenie reaktywności kompozycji poliuretanowych, co spowodowało konieczność zwiększenia ilości katalizatorów. Ponadto, zaobserwowano wzrost histerezy, współczynnika komfortu i twardości, szczególnie w wypadku pianek zawierających bio-poliol z wbudowanym DEG. Wyniki badań zmęczeniowych wykazały korzystny wpływ bio-polioli na właściwości użytkowe, m.in. na współczynnik komfortu pianek elastycznych.

6

The control system based on FPGA technology for fatigue test stand MZGS-100 PL

Macek W., Macha E.

Archive of Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. LXII, nr 1

85--100

EN

The paper presents a solution of the control system for fatigue test stand MZGS-100 PL, comprising the integrated Real-Time controller based on FPGA (Field-Programmable Gate Array) technology with LabVIEW software. The described control system performs functions such as continuous regulation of speed induction motor, measuring strain of the lever machine and the test specimen, displacement of the polyharmonic vibrator, as well as the elimination of interferences, overload protection and emergency stop of the machine. The fatigue test stand also allows to set the pseudo-random history of energy parameter W(t).

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie układu sterowania maszyny zmęczeniowej MZGS-100PL, w oparciu o zintegrowany sterownik czasu rzeczywistego NI cRIO-9074 z oprogramowaniem Lab-VIEW w technologii FPGA. Przedstawiony układ sterowania umożliwia płynną regulację prędkości obrotowej silnika indukcyjnego, pomiar odkształceń dźwigni maszyny i badanej próbki, przemieszczenie wibratora poliharmonicznego, jak również eliminację zakłóceń oraz zabezpieczenie przed przeciążeniem i zatrzymanie awaryjne maszyny. Zaprezentowany system mechatroniczny do wyznaczania energetycznych charakterystyk zmęczeniowych materiałów przy zginaniu i skręcaniu pozwala na wyznaczanie energetycznych charakterystyk zmęczeniowych materiałów (Wa-N) przy obciążeniach cyklicznych oraz generowanie obciążeń pseudolosowych (poliharmonicznych).

7

Testy zmęczeniowe platerów stal-tytan

Kurek A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2011

|

z. 98

45-46

EN

This paper concern fatigue tests of titanium/steel composite manufactured by explosive cladding technology. Processing equipments are essential area of applying claded materials (chemical, energy industry and the like) and so-called welding connectors. In all of the applications a basic parameter of clad is their strength. Taking into account the specificity of the issue testing according to the right norms and non-normative testing are performed.

8

Examination of the impact of amplitude-modulated vibration on the course of a fatigue test (HCF)

Jasiński M., Radkowski S.

Diagnostyka

|

2009

|

nr 4(52)

35-40

EN

The purpose of this paper is to develop a method of forecasting and analysis of high-cycle (HCF) resistance to fatigue relying on vibroacoustic signal analysis. It proposes using the results of vibroacoustic signal analysis obtained during accelerated fatigue tests conducted in dedicated test bed constructed specially for this purpose and operating in the frequency range of 10 kHz which corresponds to the proper frequency of vibration of samples. Thanks to the small dimensions and mass, the test bed can be located on the vibration inductor, which enable investigations of the amplitude modulation's influence. Additionally, it's described a problem of, phenomena oriented, diagnostics information's detection.

PL

Celem pracy jest opracowanie metody prognozowania i analizy wysokocyklowej (HCF) trwałości zmęczeniowej na podstawie badania sygnału wibroakustycznego. Proponuje się wykorzystać wyniki analizy sygnału wibroakustycznego, uzyskiwane podczas przyspieszonych badań zmęczeniowych, prowadzonych na specjalnie do tego celu skonstruowanym i zbudowanym stanowisku badawczym, pracującym w zakresie częstotliwości rzędu 10 kHz, odpowiadającym częstotliwości drgań własnych próbek. Dzięki małym wymiarom i masie stanowisko badawcze może być umieszczone na wzbudniku drgań, co umożliwia badanie wpływu modulacji amplitudy. Dodatkowo opisano zagadnienie detekcji informacji diagnostycznej, zjawiskowo zorientowanej. Publikacja opracowana na podstawie badań wykonywanych w ramach projektu "Monitorowanie Stanu Technicznego Konstrukcji i Ocena jej żywotności" (MONIT). Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka (PO IG 1.2)

9

Generation of service loading with the desired probability distribution and autocorrelation for fatigue tests using MATLAB

Macha E., Pawliczek R.

Archive of Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. LIV, nr 2

137-145

EN

The aim of the paper is to present a procedure for generating service loading for fatigue tests of materials and structures. The generated loading characterizes desired functions of probability distribution and autocorrelation. The proposed numerical procedure uses MATLAB toolboxes and consists of three steps: (a) generation of a sequence of real numbers with the desired autocorrelation function and with any probability distribution function; (b) generation of loading history with the desired probability distribution function; (c) rearrangement of loading history (mentioned in item b) based on a sequence of real numbers with the desired correlation (mentioned in item a).

PL

W pracy przedstawiono procedurę generowania obciążeń eksploatacyjnych wykorzystywanych do badań zmęczeniowych materiałów i konstrukcji. Generowane przebiegi czasowe obciążenia charakteryzują się zadanymi funkcjami gęstości prawdopodobieństwa i autokorelacji. Zaproponowana procedura numeryczna wykorzystuje moduły oprogramowania MATLAB (tzw. ToolBox) i składa się z trzech kroków: a) generacji ciągu liczb rzeczywistych o zadanej funkcji autokorelacji i dowolnym rozkładzie prawdopodobieństwa, b) generacji przebiegu obciążenia o określonej funkcji gęstości prawdopodobieństwa, c) zmiany położenia elementów przebiegu czasowego obciążenia z pkt b w oparciu o ciąg liczb rzeczywistych o zadanej funkcji autokorelacji z pkt a.

10

Evaluation of fatigue of micro-alloyed 23MnB4 steel

Rusz S., Cizek L., Filipec P.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 18, nr 1-2

223--226

EN

Purpose: Purpose of this article is to extend a complex evaluation of fatigue properties of micro-alloyed 23MnB4 steel in initial state and after heat treatment. Design/methodology/approach: Testing of micro-alloyed 23MnB4 steel was based on fatigue test completed by metallographic and fracture analyses. The methods of the light microscopy and SEM were used. Findings: Objective of this work consisted in determination of fatigue characteristics of micro-alloyed 23MnB4 steel, including fracture analyze. Results of fatigue testing at various stress levels for the samples in initial state and after the heat treatment have confirmed that obtained values of cycles to rupture were at least 585 000 cycles. Change of fatigue properties in dependence on heat treatment of the used steel. Research limitations/implications: The experiment was limited by occurrence a void in cast alloys. Practical implications: The results may be utilized for application of the investigated material in process of manufacturing. Originality/value: These results contribute to explanation of fracture mechanism of micro-alloyed 23MnB4 steel.