J-integral in description of fatigue crack growth rate.

• Autorzy: Rozumek, D.

Warianty tytułu

PL

Całka J w opisie prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of tests on fatigue crack growth under bending in an alastic-plastic material. Specimens with rectangular sections and stress concentrator in the form of external one-sided sharp notch were used. The tests were performed under the stress ratio R = -1, -0,5, 0. The test results were described by the deltha J-integral range and compared with the delta K stress intensity factor range. It has been found that there is a good agreement between the test reults and the empirical formula of fatigue crack growth rate, which includes the deltha J-integral range.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych przy zginaniu w materiałach sprężysto-plastycznych. Do badań użyto próbek o przekroju prostokątnym z koncentratorem naprężeń w postaci zewnętrznego jednostronnego karbu ostrego. Badania prowadzono przy współczynnikach asymetrii cyklu R = -1, -0,5, 0. Wyniki badań doświadczalnych opisano zakresem całki delta J i porównano z zakresem współczynnika intensywności naprężeń delta K. Stwierdzono dobrą zgodność wyników eksperymentalnych z równaniem prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych, w którym występuje zakres całki delta J.

Słowa kluczowe

PL

całka J; wzrost pęknięć zmęczeniowych; poziom naprężeń; MES (metoda elementów skończonych); metoda elementów skończonych; zginanie

EN

J integral; fatigue crack growth rate; stress ratio; FEM; finite element method; bending

• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. LII, nr 1
• Strony: 50-62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rozumek, D.

• Technical University of Opole, Faculty of Mechanical Engineering, ul. S. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland,

Bibliografia

• [1] Kocańda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych. PWN, Warszawa, 1997 (in Polish).
• [2] Neimitz A.: Mechanika pękania. PWN, Warszawa, 1998 (in Polish).
• [3] Rice J. R.: A path independent integral and the approximate analysis of strain concentration by notches and cracks. Journal of Applied Mechanics, Vol. 35, 1968, pp. 379-386.
• [4] Dowling N. E., Begley J. A.: Fatigue crack growth during gross plasticity and the J-integral. In Mechanics of Crack Growth, ASTM STP 590, 1976, pp. 82-103.
• [5] Lu Y. L., Kobayashi H.: An experimental parameter Jmax in elastic-plastic fatigue crack growth. Fatigue & Fracture of Eng. Mater. & Struct., Vol. 19, No. 9, 1996, pp. 1081-1091.
• [6] Rozumek D.: Fatigue crack growth of notched members under bending for different stress ratios. Materials Engineering, Zilina, Vol. 10, No. 2, 2003, pp. 1-8.
• [7] Tanaka K.: The cyclic J-integral as a criterion for fatigue crack growth. Int. J. Fracture, Vol. 22, 1983, pp. 91-104.
• [8] Thum A., Petersen C., Swenson O.: Verformung, Spannung und Kerbwirkung. Dusseldorf, VDI, 1960.
• [9] ASTM E813-89: Standard test method for JIc, a measure of fracture toughness. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1989.
• [10] Achtelik H.. Jamroz L.: Patent PRL No. 112497, CSR No. 200236 and HDR No. 136544, Warsaw, 1982 (in Polish).
• [11] Rozumek D., Lachowicz C. T.: Prędkość wzrostu pęknięć zmęczeniowych w stopie PA6 przy zmiennym zginaniu. XX Sympozjum Zmęczenia i Mechanika Pękania, Akademia Techniczno-Rolnicza, Bydgoszcz-Pieczyska, 2004, s. 355-360 (in Polish).
• [12] Pickard A.C.: The application of 3-dimensional finite element methods to fracture mechanics and fatigue life prediction. Chameleon Press LTD, London, 1986, pp. 117-144.