Kalibracja modelu pasmowego płynięcia do przewidywania wzrostu pęknięć zmęczeniowych w stali konstrukcyjnej

• Autorzy: Skorupa, M. , Skorupa, A. , Machniewicz, T.

Warianty tytułu

EN

Calibrating a strip yield model for predicting fatigue crack growth in structural steel

• Konferencja: Krajowa Konferencja Mechaniki Pękania (9 ; 14-17.09.2003 ; Kielce-Cedzyna, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozważono kalibrację modelu pasmowego płynięcia do przewidywania wzrostu pęknięć zmęczeniowych w stali konstrukcyjnej. Pokazano, że zastosowanie w tym celu jednego tylko współczynnika modyfikującego granicę plastyczności na rozciąganie, tak jak w przypadku stopów aluminium, nie umożliwia korelacji między symulowanymi przy użyciu modelu i zamierzonymi poziomami zamykania się pęknięcia w stali konstrukcyjnej. Zaproponowano procedurę kalibrującą z wykorzystaniem trzech różnych współczynników modyfikujących granice plastyczności przy rozciąganiu i ściskaniu, która pozwala uniknąć ich przypadkowego doboru i stwarza możliwość kalibracji modelu opartej na podstawach fizykalnych.

EN

Tuning a strip yield type model to predict fatigue crack growth in structural steel using a constraint factor concept is considered. It is shown that unlike in the case of aluminium alloys matching the measured and predicted by the model crack opening levels cannot be achieved when the model is tuned using a constraint factor on local tensile yielding only. A calibration modulus has been developed employing three different constraint factors (on tensile yielding and compressive yielding in the plastic zone and in the crack wake) has been developed that enables to correlate not only the observed and predicted closure behaviour but also the observed and predicted local cyclic strains near the crack tip. The novel procedure offers the means to avoid the fortuitous choice of the constraint factors and enables to base the SY model calibration on a sound physical foundation.

Słowa kluczowe

PL

model pasmowego płynięcia; wzrost pęknięć zmęczeniowych

EN

strip yield model; fatigue crack growth

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika
• Rocznik: 2003
• Tom: Z. 78
• Strony: 469-476
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Skorupa, M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Wytrzymałości i Technologii Maszyn, Al. Mickiewicza 30, PL - 30 059 Kraków

autor

Skorupa, A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Wytrzymałości i Technologii Maszyn, Al. Mickiewicza 30, PL - 30 059 Kraków

autor

Machniewicz, T.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Wytrzymałości i Technologii Maszyn, Al. Mickiewicza 30, PL - 30 059 Kraków

Bibliografia

• 1. Newman J. C. A crack closure model for predicting fatigue crack growth under aircraft spectrum loading. Methods and Models for Predicting Fatigue Crack Growth Under Random Loading. ASTM STP 748, 1981, pp. 53-84.
• 2. Skorupa M. Empirical Trends and Prediction Models for Fatigue Crack Growth Under Variable Amplitude Loading. ECN-R--96-007, Netherlands Energy Research Foundation ECN, Petten, The Netherlands 1996.
• 3. Skorupa M., Skorupa A., MachniewiczT. Model pasmowego płynięcia do przewidywania wzrostu pęknięć-zmęczeniowych. Materiały XVIII Sympozjum nt. Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji, Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy, maj 2000, s. 437-144.
• 4. Newman J. C., Bigelow C. A., Shivakumar K. N. Three-dimensional elastic-plastic finite-element analysis of constraint variations in cracked bodies. Eng Fract Mech 46, 1993, pp. 1-13.
• 5. Skorupa M., Schijve J., Skorupa A., Machniewicz T. Fatigue crack growth in a structural steel under single and multiple periodic overload cycles. Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 22, 1999, pp. 879-887.
• 6. Beretta S., Carboni M., Machniewicz T., Skorupa M. Correlation between experiments and Strip Yield model results on fatigue crack growth in structural steel. In: Proc. 14th European Conf. Fracture, Kraków 2002, Vol. 1/3, pp. 225-232.
• 7. Beretta S., Carboni M. A Strip Yield algorithm for the analysis of closure measurements near the crack tip. Submitted to Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 2003.
• 8. Skorupa M., Skorupa A., Machniewicz T., Gruszczyński P. Nowa procedura oceny zamykania się pęknięcia na podstawie lokalnych pomiarów podatności. Przegląd Mechaniczny LXI, Nr 11, 2002, s. 20-24.