Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wspomnienie o Uczonym : Profesor Stanisław Kocańda

100%

Kocańda D.

|

tom Vol. 56, nr 4

9-18

2

Fatigue Investigation of aluminium alloys in the Military University of Technology

100%

Kocańda D.

|

tom Nr 1(180)

47-48

PL

Praca zawiera skrócony opis wyników badań predkości pękania w dwóch lotniczych stopach aluminium (2024-T3 i D16) przy różnych programowanych przebiegach obciążeń.

3

Prognozowanie wzrostu pęknięć zmęczeniowych w stopie aluminium 2024-T3 pod wpływem blokowego programu obciążenia

63%

Kocańda D. , Torzewski J.

|

tom Vol. 56, nr 4

55-73

PL

Zbadano doświadczalnie wpływ blokowego widma obciążenia z wielokrotnymi cyklami przeciążeniowo-odciążeniowymi na prędkość zmęczeniowego pękania i na formowanie się obrazów prążków zmęczeniowych na powierzchni pęknięcia elementów typu CCT (Central Crack Tension) ze stopu aluminium 2024-T3. Analiza mikrofraktograficzna przełomów zmęczeniowych tych elementów przeprowadzona z użyciem mikroskopu TEM pozwoliła prześledzić wpływ poszczególnych bloków obciążenia na ich prędkość pękania. Podano wykresy prędkości pękania na powierzchni i wewnątrz blachy aluminiowej. Prędkość pękania wewnątrz blachy oceniono z odległości międzyprążkowych. Na podstawie wyników badań mikrofraktograficznych ustalono zastępcze widmo obciążenia, które wykorzystano w modelu deterministycznym do przewidywania wzrostu pęknięcia. Zastosowano model opóźnień Willenborga.

EN

The paper presents experimental results of fatigue crack growth rate investigations for a 3-mm-thick 2024-T3 aluminium alloy sheet under the SRM-100 block program loading with multiple overload-underload cycles. Microfractographic analysis of specimen fracture surfaces has revelated that the crack grows under three cycle blocks of the highest stress amplitude only among thirteen blocks included in the program as well as the crack propagation period covers a 4.2% of the time of the loading affectation. For the most time of load acting, the crack is stopped or increases very slowly. A long term lasted crack retardation results from multiple spike overloads-underloads, an extended plastic zone ahead of the crack tip and the short return periods. These mentioned phenomena have influence on higher fatigue of the specimens. On the other hand, those phenomena do that an exact reconstruction of the service loading on the basis of fatigue striation images on the fracture surface of broken component is impossible. Using experimental data of fatigue crack growth rate study as well as the results of microfracture analysis made for the CCT specimen fracture surfaces the deterministic approach has been proposed to predict the crack growth under block program loading. To emphasize the effect of crack retardation under overloads-underloads, the Willenborg model was applied when calculating the fatigue crack growth rate in the aluminium alloy sheet.

4

Rozwój krótkich pęknięć zmęczeniowych z otworu w stopie aluminium 2024-T3

63%

Kocańda D. , Hutsaylyuk V.

|

2007

|

tom Z. 4

66-68

PL

W silnie wytężonych elementach konstrukcji przedział rozwoju krótkich pęknięć zmęczeniowych jest okresem bezpiecznej ich eksploatacji. Do takich elementów należą połączenia nitowe blach pokrycia skrzydeł samolotu, które są najsłabszym ogniwem w konstrukcji. Przekroczenie warunków granicznych dla długości krótkiego pęknięcia lub wartości progowego współczynnika intensywności naprężeń może prowadzić do zniszczenia elementu. W kryterium projektowania konstrukcji na dopuszczalne uszkodzenie (damage tolerance) graniczna długość krótkiego pęknięcia rozwijającego się z otworu nitowego jest granicznym bezpiecznym uszkodzeniem. Z tego względu celowym staje się określenie okresu rozwoju krótkich pęknięć, rozumianego jako część trwałości zmęczeniowej elementu, granicznej ich długości i odpowiadającego współczynnika intensywności naprężeń.

EN

Results of fatigue short crack growth emanated from a hole for 2024-T3 Alclad aluminum alloy are performed. The range of short crack growth as well as the threshold stress intensity factor from short to long crack were established in the paper.

5

Wpływ zmiennej amplitudy obciążenia na wzrost pęknięć zmęczeniowych w stopie aluminium 2024-T3

63%

Kocańda D. , Torzewski J.

|

2007

|

tom Z. 4

69-71

PL

Szczególne potrzeby związane z ustaleniem przyczyn zmęczeniowego zniszczenia elementów i struktur samolotów wymagają prowadzenia szerokich badań wpływu zmiennej amplitudy obciążenia na zmęczeniowe właściwości materiałów lotniczych. Badania takie zostały podjęte przez autorów pracy dla lotniczego stopu aluminium 2024-T3, stosowanego na dolne pokrycie skrzydła samolotu. Zwrócono w nich uwagę na wpływ kształtu widma zmienno-amplitudowego na prędkość pękania [1,2]. Dla uzyskania więcej szczegółów o wpływie poszczególnych sekwencji cykli z przeciążeniami, lub poszczególnych cykli, na prędkość pękania analizowano układy prążków zmęczeniowych na powierzchni pęknięcia elementów za pomocą mikroskopu elektronowego TEM i SEM. Drugi aspekt tych badań to ocena możliwości odtworzenia widma obciążenia na podstawie analizy mikrofraktograficznej powierzchni pęknięcia.

EN

The comparative study of the interaction of two variable amplitude loads on fatigue crack growth rates was made as well as the feasibility of the load time history reconstruction on the bases of microfracture analysis was checked. The results indicate the significant influence of the load program shape on crack growth rate and the limited ability for variable amplitude load reconstruction on the basis of microfractography.

6

Model formowania warstwy dyfuzyjnej typu Fe-Cr w polu temperatury

63%

Górka A. , Kocańda D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2012

|

tom Vol. 61, nr 2

233-244

PL

W artykule przedstawiono model tworzenia warstw dyfuzyjnych na przykładzie chromu, jako elementu nasycającego, i żelaza jako elementu nasycanego w polu laserowej inicjacji cieplnej z zastosowaniem lasera CO₂ emitującego wiązkę o normalnym rozkładzie gęstości mocy w trybie pracy ciągłej. Zamieszczone w pracy wyniki badań weryfikacyjnych dokumentują istnienie termodyfuzyjnego strumienia masy w strefie nagrzewanego materiału. Proces ten jest dominujący w pierwszym, wyodrębnionym w tym modelu etapie tworzenia warstwy, to jest w czasie nagrzewania materiału. Obserwowane efekty oddziaływania tego strumienia na strukturę w modyfikowanej warstwie uzależnione były w pierwszym rzędzie od czasu realizacji procesu oraz od parametrów cieplno-geometrycznych obszaru wpływu ciepła, takich jak: głębokość przetopienia i grubość zastosowanej powłoki chromu nałożonego galwanicznie. Przy spełnieniu odpowiednich warunków relacji pomiędzy wymienionymi parametrami, rozkłady stężenia chromu posiadały maksima w głębi warstw, a nie na powierzchni, jak ma to miejsce w konwencjonalnych procesach dyfuzyjnych realizowanych przy stałej temperaturze.

EN

In the paper, the model of formation of the Fe-Cr diffusion layer on a carbon steel substrate in the thermal field produced by continuous laser beam with normal power density distribution is presented. Here, the enclosed results of verification investigations prove that thermodifusional mass transport is a dominant phenomenon in the first stage of the diffusion layer formation process when the chromium galvanic surface layer is under heating. The effect of the thermodiffusion flux action depends on the heating period as well as on thermo-geometrical parameters of the heat affected zone such as melting depth and the thickness of the chemical chromium layer coating on the steel substrate. While the particular relations between the above mentioned parameters of heat affected zone are satisfied then the maximum values of chromium concentration distribution can be found in the depth of diffusion layer. It seems to be on contrary to the conventional diffusion process running under constant temperature whereas the maximum concentration of chromium metal is found on the surface of diffusion layer.

7

Wybrane problemy wzbogacania chromem stali S235JR i S355J2 przy zastosowaniu lasera CO₂

63%

Górka A. , Kocańda D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2012

|

tom Vol. 61, nr 2

297-310

PL

Zagadnieniem rozważanym w pracy jest wzbogacanie warstwy wierzchniej stali kadłubowych S235JR i S355J2 chromem w celu zwiększenia ich odporności na działania korozyjne wody morskiej. Podjęto próbę wyjaśnienia mechanizmu tworzenia stabilnych struktur w głębi warstw dyfuzyjnych przy domieszkowaniu stali chromem. Jako modelowego aktywatora termodynamicznych zjawisk, zachodzących podczas tego procesu z zastosowaniem zmodyfikowanej metody zgrzewania tarciowego FSP (Friction Stir Processing), użyto wiązki promieniowania laserowego. Analizowano dyfuzyjny transport masy, który jest pierwotnym i dominującym zjawiskiem w przemianach fazowych zachodzących w mikroobszarach o znacznym gradiencie temperatury w procesie tworzenia cienkich warstw antykorozyjnych. Przedstawiono rozkłady stężenia chromu w warstwie dyfuzyjnej stali, wynikające ze wzorów analitycznych podanych w pracy i z własnych pomiarów doświadczalnych, otrzymanych przy wydłużonym i skróconym czasie nagrzewania wiązką laserową powłoki galwanicznego chromu osadzonej na podłożu stalowym.

EN

The paper deals with the problem of the S235JR and S355J2 hull steels enriching with chromium in order to improve their corrosive resistance against sea water. The attempts were undertaken to explain the mechanism of formation of durable layers inside the diffusion zone while the steel alloying process is providing. In the research to model the process of surface layer steel modification by means of modified friction stir processing (FSP), a continuous wave CO₂ laser beam was served as a model activator of thermodynamical phenomena appearing there. Mainly, diffusive mass transport was considered in the work as it being the original and basic phenomenon affected in the phase transformations. The theoretical and experimental concentration distributions of chromium inside the diffusive layers being diffused from galvanic coating of steel matrix were performed in the paper for short and long laser exposition time. Thanks determining in the work the conditions for collaboration of the concentration diffusion component as well the complex thermodiffusive mass transport, it is possible to design the structure and the thickness of diffusive layers in the matrix.

8

Nowe technologie łączenia tarciowego metali

63%

Kocańda D. , Górka A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

tom Vol. 59, nr 2

395-411

PL

W pracy w znacznym skrócie przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat dynamicznie rozwijanych w ostatnich latach nowych technologii wykorzystujących proces łączenia tarciowego materiałów. Omówiono metody: FSP (Friction Stir Processing) i FSW (Friction Stir Welding). Skoncentrowano się na tych zastosowaniach omawianych metod, w których zaobserwowano znaczny wzrost wytrzymałości zmęczeniowej i odporności korozyjnej konstrukcyjnych materiałów nośnych.

EN

The state-of-the art in the field of new manufacturing technologies developed in the last years, which are based on friction stir welding/processing of materials (FSP and FSW), is the subject of the paper. The main attention was focused on the application of these techniques in surface engineering which lead to materials and products with higher performance, higher fatigue strength, and corrosion toughness.

9

Ocena prędkości zmęczeniowego pękania w lotniczym stopie aluminium 2024-T3 przy programowanym przebiegu obciążeń

63%

Kocańda D. , Torzewski J.

|

2005

|

tom z. 83

91-98

PL

Podano deterministyczny opis prędkości zmęczeniowego pękania w elementach z lotniczego stopu aluminium 2024-T3 przy programowanym przebiegu obciążenia. Ten rodzaj obciążenia stosuje się w modelowych badaniach skrzydeł statków latających. Wyniki obliczeń potwierdzono doświadczalnie.

EN

Deterministic equations are proposed in order to estimate fatigue crack growth rate for the aerospace 2024-T3 Alclad aluminium alloy sheet under programmed loading. This loading corresponds to one of many other flight simulation spectrums of a wing aircraft structure. The capacity of these equations is verified on the basis of experimentally determined crack growth rates for the CCT specimens.

10

Analiza obciążeń eksploatacyjnych działających na pojazd ciężarowy podczas procesu użytkowania

63%

Kocańda D. , Zdunek P.

|

tom nr 5

298--317

PL

Pojazd mechaniczny oraz jego poszczególne elementy konstrukcyjne np. mosty napędowe, ramy, amortyzatory, pracując przy obciążeniu zmiennym, podlegają progresywnemu uszkodzeniu, którego obrazem jest stopniowy rozwój pęknięć zmęczeniowych. Rozwój pękania w konstrukcji oznacza stopniową utratę jej wytrzymałości i zdolności do przenoszenia obciążenia. Celem artykułu jest charakterystyka obciążeń eksploatacyjnych oraz analiza naprężeń oddziałujących na poszczególne elementy konstrukcyjne pojazdu ciężarowego podczas jego użytkowania. Na podstawie analizy literatury oraz własnych obserwacji podjęto próbę rozważań na temat przeładowanych pojazdów ciężarowych i ich wpływu na racjonalną eksploatację taboru w przedsiębiorstwie transportowym.

EN

Motor vehicle and its individual components such as axles, shock absorbers, working with a load variable, are damaged which shows a gradual development of fatigue crack. The development of cracking in structures is the gradual loss of its fatigue strength and ability to carry the load. The aim of the article is to characteristics the load exploitation's load and tensions analysis affecting the individual components vehicle during its utilization. On the basis of an analysis of the literature and own observations, care was consider about overloaded vehicles and their impact on the rational exploitation of the rolling stock in the company.

11

The Effect of a Complex Stress State on Fatigue Crack Propagation and the Orientation of the Cracking Plane in VT3-1 Aeronautical Titanium Alloy

63%

Kocańda D. , Mierzyński J.

|

2009

|

tom Iss. 1

116-130

EN

The subject of the paper is the investigations of fatigue crack imitation and propagation in notched specimens made of the VT3-1 aeronautical russian titanium alloy under combined bending - torsion loading. The presence of short cracks was revealed at various ratios of bending to torsion. Experimental courses of short and long crack growth rates have been proved by the SEM and TEM micrographs which illustrated the changes in the mechanism of cracking in the examined specimens. The attempt was undertaken in order to explain partly brittle fracture that was observed in the range of fatigue short crack growth in the VT3-1 titanium alloy specimens. The results of the study of atmospheric hydrogen absorption capability and its ability for penetration inside the faces of nucleated and propagated microcracks in the surface layer allowed for suggestion that the cleavage mechanism of fracture found in the regime of short crack growth in the VT3-1 titanium alloy specimens was induced by hydrogen.

12

Modelling of fatigue short crack growth in a polycrystalline metal under reversed torsion

63%

Kocańda D. , Kocańda S.

|

tom Vol. 52, nr 8-9

205-223

EN

Fatigue crack growth damage accumulation in polycrystalline material in high cycle fatigue is considered in the paper. Special attention has been focused on prediction short crack growth in an elastic-plastic material under reversed cyclic torsion. Fatigue crack growth is analysed separately in three stages: as a small crack on the slip band plane (stage I), microstructurally short crack (stage I-like) and physically short one (stage II). In the model stage I of a crack is affected by a local elastic-plastic stress field resulted from a dislocation pile-up at the grain boundaries or a stress concentration at a crack tip. For predicting stage II of physically short crack a stochastic approach which incorporates two-parameter Weibull distribution of crack growth is proposed. Dynamics of crack growth in time is described by the Fokker-Planck partial differential equation. Ability of the model for prediction fatigue crack growth under reversed torsion has been verified using experimental data gathered for a 0.45% carbon steel fatigued under reversed torsion.

PL

W pracy modeluje się kumulację uszkodzeń zmęczeniowych w polikrystalicznym metalu w zakresie wytrzymałości zmęczeniowej wysokocyklowej. Szczególna uwaga jest skupiona na przewidywaniu wzrostu krótkich pęknięć zmęczeniowych w sprężysto-plastycznym metalicznym materiale w warunkach symetrycznego skręcania. Wzrost pęknięć jest analizowany oddzielnie w trzech przedziałach: jako wzrost małych pęknięć w płaszczyźnie pasma poślizgu (etap I), wzrost mikrostrukturalnie krótkich pęknięć (etap II) i fizycznie krótkich pęknięć (etap III). W rozważanym modelu etap II wzrostu pęknięcia zachodzi w lokalnym spężysto-plastycznym polu naprężeń wynikającym ze spiętrzenia dyslokacji na granicy ziarna lub z koncentracji naprężeń przed wierzchołkiem pęknięcia. Dla przewidywania wzrostu fizycznie krótkich pęknięć w etapie III zaproponowano stochastyczne podejście wraz z założoną funkcją rozkładu Weibulla definiującą prawdopodobieństwo przyrostu długości pęknięcia w czasie. Dynamikę wzrostu pęknięcia w czasie opisuje cząstkowe równanie różniczkowe typu Fokkera-Plancka. Poprawność modelu jest sprawdzana dla pęknięcia rozwijającego się w stali 45 pod wpływem symetrycznego skręcania.

13

Deterministic Approach to Predicting the Fatigue Crack Growth in the 2024-T3 Aluminum Alloy Under Variable Amplitude Loading

63%

Kocańda D. , Torzewski J.

|

2009

|

tom Iss. 1

102--115

EN

The paper presents the attempt to predict fatigue crack growth rate in a component subjected to variable amplitude loading containing overload-underload cycles. For this goal in a deterministic approach the modified Willenborg retardation model was applied. To provide experimental data the research into fatigue crack growth for 2024-T3 aluminum alloy sheet CCT specimens under LHL type block program loading with multiple overload-underload cycles was developed. The microfractographic analysis of fatigue fractures with the use of the transmission electron microscope (TEM) made it possible to trace the effect of block program loading on the crack growth rate. The knowledge of the affection of a particular overloadunderload cycle or a block of these cycles on crack rate on the basis of microfractographic analysis was utilized for assessing the equivalent loading for the LHL block program. The diagrams that presented the crack growth rate both on the surface and inside the aluminum alloy sheet was performed. The crack growth rate inside the sheet was estimated on the basis of the striation spacing analysis.

14

Analysing Micromechanisms of Initiation and Propagation of Short Fatigue Cracks from Rivet Holes in the Aluminums Sheets

63%

Kocańda D. , Hutsaylyuk V.

|

2009

|

tom Iss. 1

84--101

EN

Researched initiation and propagation of short surfaces fatigue cracks out of open in double-sided botch laminated sheet of aviation aluminum alloy 2024-T3 at stable amplitude one-sided bend (R=0.1). Research of the initial stage of development of cracks is realized by use of a SEM microscope, and it allowed to set the place of origin of crack and mikromechanisms of fracture of aluminum sheets, and also type of front of crack. Established a large enough scatter of velocity of propagation in the area of development of short cracks, which for a sheet from this alloy, with a thickness of 3 mm, reaches 0.5 mm. On the basis of fractografy researches modified model of analytical description of propagation of short fatigue crack is proposed.

15

Analiza rozwoju małych pęknięć zmęczeniowych od otworu oraz mikromechanizm pękania platerowanej blachy stopu aluminium 2024-T3

51%

Kocańda D. , Hutsaylyuk V. , Hlado V.

|

tom Vol. 56, nr 4

37-53

PL

Zbadano powstawanie i rozwój małych pęknięć zmęczeniowych propagujących od otworu w obustronnie platerowanej blasze lotniczego stopu aluminium 2024-T3 przy stałoamplitudowym jednostronnym zginaniu (R=0,1). Badania początkowego okresu rozwoju pęknięć przeprowadzone za pomocą mikroskopu SEM pozwoliły ustalić miejsce inicjacji pęknięcia i mikromechanizm pękania blachy aluminiowej. Rozwój pęknięć na powierzchni próbek wyciętych z blachy rejestrowano metodą replik. Wykazano duży rozrzut prędkości pękania w przedziale rozwoju małych powierzchniowych pęknięć, który w blachach o grubości 3 mm sięga do 0,5 mm.

EN

The paper deals with mechanism of small crack initiation and growth from a central hole for 2024-T3 Alclad aluminium alloy sheet under cyclic constant amplitude bending (R=0,1). It was established for 3-mm-thick sheet that surface short cracks do not exceed the length of 0,5 mm. Fatigue lifetime that corresponds to this crack length covers 20-25% of total lives of the specimens. The range of crack length was estimated for mechanistically small crack too. The microfacture analysis, made by using SEM microscope, revelated that in cladded sheet the crack source is located beneath a thin Alclad layer at the border with the matrix material. The quasi-cleavage mechanism of cracking was found in the spot of crack initiation as well as in the vicinity of the crack source and in the Alclad layer. This microfracture analysis revealed a complex shape of a crack head in a thin sheet as well.

16

Reconstruction of fatigue crack growth rate for 2024-T3 aluminium alloy sheet on the basis of fractographic analysis.

51%

Kocańda D. , Kocańda S. , Torzewski J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2004

|

tom Vol. LI, nr 3

361-376

EN

Fatigue crack growth for 2024-T3 Alclad aluminium alloy sheet being subjected to two load programs a constant stress amplitude cyclic tension (R=0,1) (CA) and a variable amplitude tension with either a single or multiple overloads (OVL) periodically repeated is analysed in the paper. The latter load program corresponds to a simple flight simulation spectrum of wing structure of civil aircraft. The investogation was developed in order to learn about interaction between the applied load and formation of fatigue strations. Experimental results of surface crack growth rate provided by optical observations were compared with the rate determined on the basis of microfracture analysis. Good correspondence found under CA loading between the surface growth rate and the growth rate in the sheet depth means that the direction od specimen's cutting does not change essentially the crack growth behaviour. In the case of second loading (OVL) this factor influences the crack growth behaviour. Microfracture analysis revealed either retardation and acceleration of crack growth rate under OLV loading. This baheviour of growth rate results from a plastic zone formed in the front of crack up and a crack closure effect.

PL

Treścią pracy są badania zmęczeniowego rozwoju pęknięć w próbkach z platerowanych blach ze stopu aluminium 2024-T3 w dwóch stanach obciążeń cyklicznych przy stało amplitudowym jednostronnie zmiennym rozciąganiu (R=0,1) (CA) i przy zmienno amplitudowym rozciąganiu z pojedynczymi i wielokrotnymi przeciążeniami (OVL). Drugi program obciążeń jest stosowany w badaniach symulacyjnych rozwoju pęknięć w skrzydłach statków latających. Badania prowadzono w celu poznania wpływu obciążenia na powstawanie układów prążków zmęczeniowych na powierzchni pęknięć oraz możliwości odtwarzania historii obciążenia na podstawie charakterystycznych cech budowy powierzchni pęknięć, Prędkość zmęczeniowego pękania, określoną na podstawie pomiarów przyrostu długości pęknięć na powierzchni próbek w danym przedziale czasu porównano z prędkością pękania odczytaną z odległości międzyprążkowych na powierzchni pęknięć. Otrzymano dobrą zgodność tych prędkości w przypadku obciążenia stało ampliyudowego. Kierunek wycięcia elementów modelowych względem kierunku walcowania blachy nie wpłynął na ich prędkość pękania, ale zaznaczył się przy obciążeniu OVL. Przy tym obiążeniu porównywano prędkość pękania wzdłuż powierzchni próbek z uśrednioną prędkością pękania obliczoną z odległości międzyprążkowych na powierzchni pęknięć, które odpowiadały poszczególnym blokom obciążeń. Analiza mikrofaktograficzna dowiodła dużej zmienności pękania w obrębie bloków obciążeń. Ujawnione w skali mikroskopowej, opóźnianie i przyspieszanie prędkości pękania powiązane jest z wielkością stref plastycznych na czole pęknięć i z zamykaniem się pęknięcia pod wpływem przeciążeń w widmie OVL.

17

Opis pękania i trwałość zmęczeniowa elementów z karbem ze stopu tytanu WT3-1 w złożonym stanie naprężenia

51%

Kocańda D. , Kocańda S. , Mierzyński J. , Tomaszek H.

|

2001

|

tom z. 69

35-44

PL

Podano deterministyczny i probabilistyczny opis rozwoju pęknięć zmęczeniowych i jego doświadczalne sprawdzenie dla zginanych i jednocześnie skręcanych próbek ze stopu tytanu WT3-1. W obydwu opisach korzystano ze wzoru Parisa. Podstawę opisu probabilistycznego stanowi równanie różnicowe z parametrami rozkładu Weibulla wyrażającego dynamikę wzrostu pęknięć. Funkcję gęstości długości pęknięć otrzymano z rozwiązania równania różniczkowego typu Fokkera-Plancka. Na tej podstawie przewidywano trwałość zmęczeniową badanych elementów.

EN

Deterministic and probabilistic approaches to the description of crack growth in the VT3-1 titanium alloy specimens are presented. In order to model the dynamics of crack growth a difference equation has been formulated with coefficients originating from the Weibull distribution and the Paris formula. The Fokker-Planck partial differential equation is the source of a solution based on the form of a probability density function of crack length. The resolved function allows one to calculate the expected crack growth rate and fatigue life of the VT3-1 titanium alloy specimens fatigued under combined bending/torsion loading.

18

Probabilistyczny opis rozwoju krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych w elementach z karbem ze stopu tytanu

51%

Kocańda D. , Kocańda S. , Tomaszek H.

|

tom Vol. 49, nr 5

57-70

PL

W pracy przedstawiono probabilistyczny opis krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych w elementach z karbami ze stopu tytanu WT3-1. Założono eksponencjalne obniżanie się spiętrzania naprężenia wraz z odległością od dna karbu. Do wzorów wprowadzono wzór Parisa. Podstawę dynamiki pękania stanowiło równanie różnicowe, które po przekształceniach doprowadziło do równania różniczkowego cząstkowego typu Fokkera-Plancka. Wyznaczono funkcję gęstości prawdopodobieństwa długości pęknięć. Określono oczekiwaną długość pęknięcia i prędkość pękania na podstawie metody momentów centralnych. Wyniki obliczeń potwierdzono doświadczalnie na przykładzie badań elementów z karbami ze stopu tytanu WT3-1 poddanych symetrycznemu skręcaniu i symetrycznemu zginaniu.

EN

The paper presents probabilistic approach to prediction the short and long fatigue crack growth in the notched members made of VT3-1 titanium alloy. It was assumed an exponentially decreasing stress concentration over the distance ahead of the notch root. A finite differences equation which models the dynamics of the changes caused by fatigue and the Paris formula are the core of the concept. An appropriate transformation applied to the difference equation has resulted in the Fokker-Planck partial differential equation which is the source of a probability density function. The resolved function allows one to calculate the average crack length and crack growth rate. In order to calculate these values the central moments method was applied. The capability of the probabilistic approach has been verified using experimental data gained for the VT3-1 titanium alloy fatigued under reversed torsion and reversed bending.

19

Pęknięcia zmęczeniowe w elementach z karbem ze stopu tytanu WT3-1

51%

Kocańda D. , Kocańda S. , Mierzyński J.

|

tom Vol. 49, nr 5

35-55

PL

Zbadano powstawanie i rozwój krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych w elementach z karbem ze stopu tytanu WT3-1, poddanych symetrycznemu skręcaniu i symetrycznemu zginaniu. Opisano źródła pęknięć i charakterystyczne cechy ich rozwoju. Podano wykresy prędkości pękania. Do analizy mechanizmu rozwoju pęknięć posłużono się elektronooptycznymi badaniami powierzchni pęknięć.

EN

Fatigue short and long crack growth in notched specimens made of the VT3-1 titanium alloy was investigated. Test were conducted under reversed cyclic torsion and cyclic bending. Crack initation sites and characteristic features of crack growth were revealed. The plots of crack growth rate against the cycles ratio were presented in the paper. The observations of fracture surfaces made by using the electron microscope allowed to establish mechanism of the cracking.

20

Krótkie pęknięcia zmęczeniowe w lotniczym stopie aluminium 2024-T3

51%

Kocańda D. , Kocańda S. , Kulec P.

|

2005

|

tom z. 83

83-90

PL

Zbadano powstawanie i rozwój krótkich pęknięć zmęczeniowych w stopie aluminium 2024-T3. Elementy modelowe z platerowanych blach z tego stopu poddawano jednostronnemu zginaniu (R=0.1). Do rejestracji rozwoju pęknięć zastosowano metodę replik. Wykazano wyjątkowo duży rozrzut pomiarów prędkości pękania, zwłaszcza w początkowym okresie jej rozwoju.

EN

The study of short fatigue crack initiation and propagation for the aerospace 2024-T3. Alclad aluminium alloy sheet under zero-to-bending (R=0.1) is the subject of the paper. Crack growth was monitored by means of replication method. Exceptionally big scatters of short crack growth rates were observed in the early stage of crack growth in the CCT specimens.