W nawiązaniu do wcześniejszych prac autorów przedstawiono rozwinięty, probabilistyczny opis rozwoju krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych. W równanie różnicowe dynamiki wzrostu pęknięć włączono funkcję rozkładu Weibulla, ujmującą intensywność pokonywania przez pęknięcie przeszkód strukturalnych. Równanie to przekształcono w równanie różniczkowe typu Fokkera-Plancka, do którego wprowadzono prędkość pękania z przekształconego wzoru Parisa. Z rozwiązania tego równania uzyskano funkcję gęstości prawdopodobieństwa długości pęknięć, której parametrami jest średnia długość pęknięcia i odchylenie standardowe tej długości. Poprawność metody sprawdzono doświadczalnie.
EN
Probabilistic approach to the description of fatigue crack growth in laser hardened that expresses an intensity of the structural barriers overcoming and the Paris medium carbon steel specimen being a continuation of earlier authors' works is presented. The Weibull distribution formula have been included into the partial differential equation of the Fokker-Planck type which models the dynamics of fatigue process. The resolved function in the form of crack length probability density function allows one to calculate the average crack length and standard deviation of crack length. The viability of the method has been experimentally verified.
Przedstawiono numeryczną procedurę oceny zamykania się pęknięcia na podstawie lokalnych pomiarów podatności. Założono, że podatność jest zmienna również wówczas, gdy pęknięcie jest w pełni otwarte. Poziom otwarcia pęknięcia wyznacza się w wyniku porównania zmian podatności w części obciążającej i odciążającej cyklu zmęczeniowego. Adekwatność zaproponowanego algorytmu oceniono poprzez porównanie wyznaczonych przy jego użyciu poziomów zamykania się pęknięcia z wartościami referencyjnymi, które wykazują dobra korelację z prędkościami z prędkościamiwzrostu pęknięć zmęczeniowych.
EN
A numerical procedure for evaluating fatique crack closur from measured local compliance data is presented. The compliance is assumed to vary during the entire loading cycle, including a portion when the crack is fully open. Closure mechanism-related characteristic load levels are identified based on comparisons between the open crackcompliance changes upon loading and unloading. The type comliance analysis requires a numerical amplification of the load-strain or load-deformation records and is conditioned by an appropriate smoothness of the data. The performance of the algorithm is evaluated from comparisons between the computed the observed crack growth rate behaviour.
W referacie została podana probabilistyczna metoda określenia prawdopodobieństwa katastroficznego pęknięcia zmęczeniowego elementu konstrukcji lotniczej w procesie eksploatacji. W metodzie tej bazowano od strony fizycznej na współczynniku intensywności naprężeń i wzorze Parisa. Dynamikę narastania pęknięcia zmęczeniowego scharakteryzowano przy pomocy równania Fokkera-Plancka. W wyniku rozwiązania tego równania otrzymano funkcję gęstości długości pęknięcia zmęczeniowego. Funkcja ta posłużyła do wyznaczania ryzyka pęknięcia katastroficznego elementu konstrukcji podczas eksploatacji. Nastepnie przedstawiono możliwość szacowania trwałośći zmęczeniowej elementu wykorzystując otrzymane zależności.
EN
Mathematical method for fatigue crash probability estimation of air structural components has been presented in this paper. Stress intensity factor and Paris formula are taken into consideration as a starting point. It is assumed that a Fokker-Planck formula describes the dynamics of fatigue crash growing process. A density probability function of fatigue crack length has been obtained as a solution of Fokker-Planck formula. This density function has been used to determine a distribution of critical stresses. Next, a fatigue crash risk of given air structuralcomponent has been estimated according to the probabilistic approach.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zamykanie się pęknięć zmęczeniowych w trakcie odciążania konstrukcji ogranicza amplitudę zmian współczynników intensywności naprężenia a tym samym zmniejsza prędkość rozwoju istniejącego pęknięcia zmęczeniowego. Zjawisko to ma szczególne znaczenie w przypadkach pęknięć rozwijających się w warstwie wierzchniej w wyniku przetaczających się obciążeń kontaktowych, gdyż tam brzegi pęknięcia podlegają względnym przemieszczeniom w wyniku działania obciążeń. Praca przedstawia wyniki badań wzajemnych oddziaływań brzegów pęknięcia zmęczeniowego pod wpływem obciążeń wywołujących ścinanie lub ścinanie ze ściskaniem. Badano próbki stalowe w których wstępnie wykonano pęknięcia zmęczeniowe. Na podstawie interferogramów rejestrowanych metodą siatkową interferometrii holograficznej, dla krokowo wzrastającego obciążenia, wyznaczono przyrosty składowych wektorów przemieszczenia w płaszczyźnie próbki. Różniczkując numerycznie składowe wektora przemieszczenia wyznaczono składowe tensora odkształcenia. Zakładając sprężystość materiału w warstwach przyległych do pęknięcia wyznaczono składowe tensora naprężenia. Przyrosty składowych tensora naprężenia wraz z towarzyszącymi im przyrostami wzajemnych przemieszczeń brzegów pęknięcia umożliwiły wyznaczenie zastępczej sztywności warstwy zawierającej pęknięcie zmęczeniowe. Wartości liczbowe tych sztywności wykorzystano w numerycznych modelach opisujących warunki rozwoju pęknięć typu "squat" w bieżniach szyn kolejowych.
EN
Paper presents the results of experimental investigation of the interaction between the fatigue crack faces due to pure shear and shear with compression. Samples made of A900 steel were examined. Before the tests the fatigue cracks were produced in the samples. Basing on the interferograms registered by means of Grating Holographic Interferometry, for the step-wise increased loads the increments of displacement vector were determined. The components of strain tensor were calculated by the numerical differentiation of the distributions of displacement components. On the assumption that the materials remains elastic the stress tensor components in the layers adjacent to the crack were determined. The crack face rigidities were determined according the equations (5) and (6).
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono krótki przegląd podstawowych metod stosowanych podczas badań uszkodzeń zmęczeniowych. Zaprezentowano własną koncepcję i realizację układu badawczego do współpracy z maszyną INSTRON 8502 PLUS.
EN
The paper gives a short review of the basic methods used for fatigue damages tests. It presents a conception and realization of the system research to cooperation with machine INSTRON 8502 PLUS.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki oceny przełomów po badaniach zmęczeniowych odlewów ze stopu C 355, uszlachetnionych drogą szybkiej krystalizacji. Proces szybkiej krystalizacji realizowano z wykorzystaniem powierzchniowego nadtapiania odlewów metodą GTAW. Określono związek pomiędzy parametrami ilościowej oceny strukturalnej i wytrzymałością zmęczeniową odlewów ze stopu C 355. Dokonano analizy procesu powstawania pęknięć zmęczeniowych i ich propagacji.
EN
In the paper the evaluation of the fracture after fatigue strength investigation of the C 355 alloy castings after rapid solidification was presented. The rapid solidification was realized using GTAW method. Structural parameters of material after rapid solidification was described. The relationship between structural parameters and fatigue strength as well process initiate of fatigue crack and their propagation was determined.
Zbadano inicjację i rozwój pęknięć zmęczeniowych w elementach z karbem ze stopu tytanu WT3-1 przy zginaniu i jednoczesnym skręcaniu. Wykazano pojawienie się krótkich pęknięć zmęczeniowych przy różnych momentu skręcającego i gnącego. Porównano przebiegi prędkości rozwoju krótkich i długich zmęczeniowych z elektronooptycznymi obrazami powierzchni pęknięć. Uzyskano odpowiedniość zmian tych prędkości z mechanizmem pękania.
EN
Fatique crack imitation and growth in notched specimens made of the VT3-1 titanium alloy were investigated under combined bending/torsion loading. The presence of short cracks was revealed at various ratios of bending to torsion. The courses of short and long crack growth rates have been proved by the micrographs that illustrated the changes of mechanism of cracking in the examined specimens.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu przeciążeń blokami cykli przeciążających na wzrost zmęczeniowo-korozyjnych pęknięć półeliptycznych. Rozwój pęknięć badano w próbkach płaskich z półeliptycznym karbem, wykonanych z niskostopowych stali o podwyższonej wytrzymałości (SPW). Badania przeprowadzono w środowisku 3.5% roztworu wodnego NaCl przy zmęczeniowym obciążeniu rozciągającym o stałej amplitudzie z blokami cykli przeciążających przy stałym poziomie naprężenia średniego. Wyniki badań w środowisku korozyjnym wykazały istotny wpływ przeciążeń na rozwój pęknięć tj. obniżenie prędkości pękania po powrocie do obciążenia zasadniczego. Wpływ przeciążeń na rozwój pęknięć w środowisku korozyjnym był jednak znacznie mniejszy niż w powietrzu.
EN
In the work the tests results of the sequence overload cycle on the semi-elliptical surface fatigue-corrosive crack are presented. A series of experiments have been carried out on flat samples made of low-alloy steel of higher strength. The fatigue crack growth was performed in corrosive environment of 3.5% NaCl water solution at one axial tensile load of constant amplitude and frequency. The results of tests showed the esentional influence overload cycles on corrosive-fatigue crack growth (decrease and subsequently great increase of crack growth rate). The influence of the overloading on fatigue crack growth in corrosive enwironment was considerably diminisch than in air.
W artykule dokonano oceny wpływu lokalizacji otworów montażowych wykonywanych w stalowych dźwigarach głównych mostów niskowodnych, na ich trwałość zmęczeniową poprzez analizę wartości współczynnika intensywności naprężeń K. Przedmiotem analiz był stalowy dwuteownik o wysokości 400 mm i długości całkowitej 5,60 m, dla którego wykonano model środnika umożliwiający prowadzenie obliczeń numerycznych z zastosowaniem oprogramowania FRANC2D.
EN
This paper is presented an influence analysis of the mounting holes localization made in the steel girders of low-water bridges on their fatigue life by analyzing the stress intensity factor K. The subject of the analysis was the steel I-beam with a height of 400 mm and an overall length of 5.60 m. The computational model of the web was enabled an implementation of numerical calculations by using the software FRANC2D.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.