Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rolling contact fatigue life for elastic linear kinematic-hardening plastic material

Warda B.

Tribologia

|

2013

|

nr 3

177--186

EN

To predict the fatigue life of rolling bearings, it is necessary to know the pressure distribution in the contacts of mating elements. The assumption of an appropriate material model in the calculation of the pressure distribution has a significant effect on the value of predicted fatigue life. This paper presents the results of the predicted fatigue life calculations for a radial cylindrical roller bearing, obtained using an algorithm which allows one to perform calculations for materials with different stress-strain curves, as well as to take into account the roller chamfers. It has been shown that the assumption of elastic linear kinematic-hardening plastic (ELKP) behaviour of the bearing material, and taking into account the shape of roller chamfers allows one to obtain a fatigue life calculation results, which are consistent with the results of experiments.

PL

Do prognozowania trwałości zmęczeniowej łożysk tocznych konieczna jest znajomość rozkładów nacisków w stykach współpracujących elementów. Przyjęcie właściwego modelu materiałowego podczas obliczeń rozkładów nacisków ma istotny wpływ na wartość prognozowanej trwałości. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń prognozowanej trwałości zmęczeniowej promieniowego łożyska walcowego, otrzymane za pomocą algorytmu pozwalającego na wykonanie obliczeń dla różnych krzywych materiałowych, a także na uwzględnienie sfazowań czół wałeczków. Obliczenia trwałości zmęczeniowej przeprowadzono dla wałeczków o tworzących prostoliniowych oraz wałeczków, dla których zastosowano dwa rodzaje korekcji tworzących: korekcję cięciwowo-łukową (ZB) i korekcję logarytmiczną modyfikowaną. Rozpatrzono dwa modele materiałowe: sprężysto-idealnie plastyczny model materiału oraz model sprężysto-plastyczny z kinematycznym wzmocnieniem liniowym. Wyniki obliczeń prognozowanej trwałości zmęczeniowej dla obydwu modeli materiałowych i różnych rodzajów korekcji przedstawiono w funkcji parametru gęstości siatki przedziałów dyskretnych przyjętej podczas obliczeń rozkładów nacisków w stykach wałeczków z bieżniami łożyska. Prognozowaną trwałość łożyska walcowego z wałeczkami bez korekcji i z korekcją ZB porównano z wynikami badań eksperymentalnych przeprowadzonych przez Waligórę. Wykazano, że zastosowanie modelu sprężysto-plastycznego z kinematycznym wzmocnieniem liniowym przy jednoczesnym uwzględnieniu kształtu sfazowań wałeczków umożliwia otrzymanie wyników obliczeń trwałości zmęczeniowej, które są zgodne z wynikami doświadczeń. Przyjęcie takiego założenia ma szczególne znaczenie w przypadku obliczeń trwałości zmęczeniowej elementów tocznych o prostoliniowych tworzących.

2

Modelowanie stanów naprężenia i odkształcenia metali w warunkach nieproporcjonalnych obciążeń cyklicznych

Buczyński A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 252

3--190

PL

Problematyka modelowania sprężysto-plastycznych reakcji metali na działanie nieproporcjonalnych obciążeń cyklicznych jest tematem niniejszej pracy. Omawiane zagadnienia znajdują szerokie zastosowanie przy badaniu stanów lokalnego uplastycznienia materiału w strefach działania koncentratorów lub też prognozowaniu trwałości i wytrzymałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych. Aktualne zainteresowanie podjętą tematyką widoczne jest w szerokim spektrum prac doświadczalnych i analitycznych, prowadzonych w wielu ośrodkach badawczych na świecie. Wyniki dotychczasowych badań symulacyjnych i doświadczalnych wykazują, że podstawowy problem stanowią jakościowe rozbieżności w kumulacji odkształceń plastycznych, obserwowanej podczas realizacji cykli obciążeń skręcających i jednocześnie przykładanych w kierunku osiowym. Zjawisko to w kluczowy sposób wpływa na dokładność prognozowania trwałości zmęczeniowej elementów maszyn, szczególnie gdy proces plastycznego płynięcia materiału decyduje o jego uszkodzeniu. Analiza przyczyn problemu i próba jego rozwiązania stanowią cel niniejszej pracy. Przyjęte postępowanie obejmuje badania doświadczalne cyklicznej deformacji stopu aluminium PA2 w warunkach nieproporcjonalnych ścieżek obciążenia i symulacje numeryczne wykonane według podstawowych koncepcji kinematycznego wzmocnienia, pokazanych w modelu Armstronga-Fredericka i wielopowierzchniowym sformułowaniu Mroza-Garuda. Wnikliwa analiza uzyskanych wyników wykazała, że źródłem jakościowych rozbieżności między badaniami doświadczalnymi i symulacyjnymi jest ścisła zależność prawa pamięci przykładanego obciążenia i zasady translacji powierzchni sprężystości. Rozwiązanie problemu uzyskano przez sformułowanie nowego modelu kinematycznego wzmocnienia materiału, przeznaczonego do przyrostowych analiz dowolnych wieloosiowych obciążeń. Ogólne założenie koncepcji polega na rozprzężeniu wymienionego prawa pamięci i zasady translacji. Przyjęto, że powierzchnie naprężeń wstecznych, rozwijane według zasady niezależnej od znanego wektora chwilowej translacji powierzchni sprężystości, zachowują pamięć analizowanego obciążenia. Efektywność działania i cechy użytkowe proponowanego modelu zilustrowano trzema przykładami aplikacyjnymi. Odnoszą się one do zagadnienia prognozowania trwałości zmęczeniowej, badania sprężysto-plastycznej reakcji jednorodnej tarczy na działanie cyklicznie nieproporcjonalnych obciążeń oraz przewidywania ewolucji pól naprężeń i odkształceń materiału w strefie działania karbu. W prezentowanych rozwiązaniach wykorzystano własne analityczno-graficzne algorytmy obliczeniowe, zastosowane w metodzie elementów skończonych. Podsumowanie pracy obejmuje wnioski wynikające z przeprowadzonych doświadczeń i przewidywań numerycznych oraz wskazania kierunków i zakresu dalszych badań.

EN

The present work addresses modeling of elastic-plastic response of metals to nonproportional cyclic loads. The discussed issues are widely used in the investigation of local plastic zones of material deformation near notches or predicting durability and fatigue strength of structural elements. The current interest in the discussed topics is presented in a wide number of experimental and analytical works, conducted by many research centers in the world. The results of available simulations and experimental research show that the main problem are qualitative differences in the accumulation of plastic deformation, observed during shear load cycles executed over axial constant load. This phenomenon basically affects the accuracy of prediction of fatigue life of construction components, especially when plastic deformation determines material damage. Analysis of the causes of the problem and its solution are the objective of this work. The adopted procedure includes experimental research of cyclic deformation of PA2 aluminum alloy under onproportional load paths, as well as numerical simulations made according to the basic concept of kinematic hardening, as shown in the Armstrong-Frederick model and multi surface Mróz-Garud approach. A precise analysis of the results obtained showed that the qualitative discrepancies between simulation predictions and experimental research come from interdependence of load memory law and surface translation rule. The solution to the problem was obtained by introducing a new kinematic hardening model, developed for incremental analysis of any multiaxial loads. The general assumption of the concept includes uncoupling the mentioned memory law and the translation rule. It is assumed that back stress surfaces, expanded according to the principle independent of the current vector of elasticity surface translation, retain the analyzed load memory. Three implementation examples were specified to illustrate the effectiveness and performance features of the proposed model. These relate to the issue of fatigue life predictions, testing the elastic-plastic response of homogeneous circular plate to nonproportional cyclic loads, and predicting the evolution of stress-strain fields of material zones affected by notches. The presented results were obtained by using the author’s own computing solver and graphical algorithms, applied to the finite element method. The summary of the work includes conclusions of the carried out experiments and numerical predictions, and indicates the directions and scope of further research.

3

Interpretation of isotropic and kinematic hardening of materials

Grzywiński M., Kowalik M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2009

|

Z. 15 (165)

81-85

EN

The purpose of the paper is to discuss the hardening problems in materials. Kinematic and isotropic hardening are considered. The paper has a review character.

PL

W pracy przedyskutowano problemy wzmocnienia materiałów. Analizowano zarówno wzmocnienie kinematyczne, jak i izotropowe. Praca ma charakter przeglądowy.