Czasopismo | PRZEGLĄD MECHANICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 6

Model szacowania trwałości zmęczeniowej przy obciążeniu zginania ze skręcaniem z uwzględnieniem naprężenia średniego

10.15199/148.2016.6.3

KRZYSZTOF KLUGER

nr katalogowy: 99419
10.15199/148.2016.6.3

Model for estimating fatigue life at multiaxial stress states taking into consideration the effect of mean shear stress Zmęczenie jest definiowane jako proces stopniowej kumulacji uszkodzenia w materiale, który został poddany obciążeniom zmiennym. W warunkach obciążenia wieloosiowego, parametry, takie jak amplitudy naprężenia i średnie obciążenie, mogą spowodować zmianę orientacji głównych naprężeń, dlatego ich wpływ na trwałość zmęczeniową jest trudny do przewidzenia. W przypadku stanu wieloosiowego, z jakim przeważnie mamy do czynienia w rzeczywistych konstrukcjach lub elementach maszyn, konieczna jest jego redukcja do stanu ekwiwalentnego jednoosiowego. Redukcję taką umożliwiają tzw. kryteria zmęczeniowe. Chociaż istnieje kilka podejść do oceny zmęczenia materiałów metalowych opisanych w literaturze, to te związane z koncepcją płaszczyzny krytycznej zyskały szerokie zastosowanie [1 - 3]. Główna różnica pomiędzy nimi polega na zdefiniowaniu orientacji płaszczyzny krytycznej, w której zachodzi maksymalne uszkodzenie. Trwałość zmęczeniowa jest warunkowana kombinacją naprężeń działających w tej płaszczyźnie. W literaturze dotyczącej wysokocyklowego zmęczenia wpływ średniego naprężenia stycznego jest pomijany (opisywane wcześniej kryteria [1 - 3]). Na poparcie tej opinii bardzo często cytowane jest klasyczne podejście Sinesa [4], który doszedł do wniosku, że przyłożenie średniego obciążenia skręcającego nie ma wpływu na trwałość zmęczeniową metali poddanych cyklicznemu skręcaniu. To założenie zostało oparte na danych zebranych przez Smitha [5], który zebrał wyniki badań zmęczeniowych przy skręcaniu różnych metali, w tym stali, stopów aluminium i brązu. Ten pogląd bardzo często jest przyczyną sporów pomiędzy naukowcami. Kallmeyer i in. [6] wykazali w badaniach eksperymentalnych stopu tytanu Ti-6Al-4V, że średnie naprężenie skręcające powoduje zmniejszenie trwałości zmęczeniowej w porównaniu z obciążeniami symetrycznymi. Ce[...]

Bibliografia

[1] Findley W.N. 1959. "A theory for the effect of mean stress on fatigue of metals under combined torsion and axial load or bending". J. Eng. Ind. 6:301-306.
[2] Matake T. 1977. "An explanation on fatigue limit under combined stress". Bull JSME (20): 257-263.
[3] Dang Van K., G. Cailletaud, J.F. Flavenot, A. Le Douaron, H.P. Lieurade. 1989. "Criterion for high cycle fatigue failure under multiaxial loading" in Biaxial and Multiaxial Fatigue. London: Mechanical Engineering Publications: 459-478.
[4] Davoli P. 2003. "Independence of the torsional fatigue limit upon a mean shear stress". Int. J. Fatigue (25):471-480.
[5] Smith J.O. 1942. "The effect of range of stress on the torsional fatigue strength of metals". University of Illinois. Engineering Experiment Station. Bulletin 316
[6] Kallmeyer A.R., A. Krgo, P. Kurath. 2001. "Multiaxial fatigue life prediction methods for notched bars of Ti-6Al-4V". Proc. 6th Natl Turbine Engine High Cycle Fatigue Conf Jacksonville.
[7] Łagoda T., P. Ogonowski. 2005. "Criteria of multiaxial random fatigue based on stress, strain and energy parameters of damage in the critical plane". Mater Werkst (36): 429-437.
[8] Kluger K., T. Łagoda. 2014. "New energy model for fatigue life determination under multiaxial loading with different mean values". Int. J. Fatigue (66): 229-45.
[9] Kardas D., K. Kluger, T. Lagoda, P. Ogonowski. 2008. "Fatigue life of 2017 (A) aluminum alloy under proportional constant-amplitude bending with torsion in the energy approach". Mater. Sci. (44): 541-549.
[10] Karolczuk A., K. Kluger. 2014. "Analysis of the coefficient of normal stress effect in chosen multiaxial fatigue criteria". Theor. Appl. Fract. Mech. (73): 39-47.
[11] Kluger K. 2015. "Fatigue life estimation for 2017A-T4 and 6082-T6 aluminium alloys subjected to bending-torsion with mean stress". Int. J. Fatigue (80): 22-29.
[12] Pawliczek R. 2000. "Fatigue Fracture Plane Orientation Under Combined Bending and Torsion for 18G2A Steel".Opole: Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering.
[13] Karolczuk A. 2006. "Plastic strains and the macroscopic critical plane orientations under combined bending and torsion with constant and variable amplitudes". Eng. Fract. Mech. (73): 1629-1652.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 99419 "Model szacowania trwałośc..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD MECHANICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	28.00 zł

Zeszyt

2016-6

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Zeszyt

Czasopisma