Зміст номерів

Google Scholar

На даний момент 19 гостей на сайті
Ulti Clocks content


УДК 539.432


Gladskyi M., Tymoshenko O., Koval V.
National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine ( Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду )


NOTCH EFFECT ON CYCLIC DEFORMATION OF STRUCTURAL STEEL UNDER AXIAL AND TORSIONAL LOADING


Гладский М.Н., к.т.н., Тимошенко А.В., к.т.н., Коваль В.В.
НТУУ «Киевский политехнический институт», г. Киев ,Украина


ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ НА ЦИКЛИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ СТАЛИ 20 ПРИ РАСТЯЖЕНИИ И КРУЧЕНИИ

 

Анотація. В роботі досліджується вплив концентрації напружень на втомну поведінку сталі 20 при осьовому навантаженні та випробуваннях на кручення. Експериментальні дослідження проведено на трубчастих зразках з отвором та без концентратору при одновісному розтяганні-стисканні та знакозмінному крученні. Критерій максимальних нормальних напружень було використано в якості контролюючого параметру програми випробувань. Експерименти при крученні зразків без концентраторів продемонстрували занижені результати на втому, які не можуть бути описані за допомогою теорії максимальних нормальних напружень. Однак, з урахуванням втомного коефіцієнту концентрації теорія максимальних нормальних напружень дає задовільні результати для зразків з отвором. Для оцінки напружено- деформованого стану поблизу концентратора було використано скінченно-елементний аналіз. Втомна міцність зразків з концентратором розраховувалась на основі даних на довговічність для гладких зразків та значень втомного коефіцієнту концентрації напружень. Прогнозовані значення довговічності для зразків з концентратором напружень виявилися консервативними, при цьому для одновісного навантаження у меншій мірі в порівнянні з результатами для кручення. Встановлено, що прогнозування довговічності може бути успішно виконане згідно критерію Фатемі-Сосі. Цей критерій заснований на пошкоджуваності матеріалу по зсувному типу, що відображує реальний механізм зародження тріщини, спостерігаємий у експериментах як для гладких зразків так і для зразків з концентратором при навантаженні осьовою силою та крутним моментом.

Ключові слова: деформування у зоні концентратора, деформація у зоні концентратора, напруження у зоні концентратора, прогнозування довговічності, маловуглецева сталь

 

1. Atzori B. Multi-axial fatigue behavior of a severely notched carbon steel. / Atzori B, Berto F, Lazzarin P, Quaresimin M. // - Int J Fatigue. -2006; - № 28: - С. 485-493.
2. Jen YM, Crack initiation life prediction for solid cylinders with transverse circular hole under in-phase and out-of-phase multiaxial loading. / Jen YM, Wang WW // - Int J Fatigue. -2005; - № 27: - С. 527-539.
3. Gao Z. An investigation of fatigue of a notched member. / Gao Z, Qui B, Wang X, Jiang Y // - Int J Fatigue. -2010; - № 32: - С. 1960-1969.
4. Sun GQ. Prediction of fatigue lifetime under multiaxial cyclic loading using finite element analysis. / Sun GQ, Shang DG // - Materials and Design. - 2010; - № 31: - С. 126–33.
5. Alfredsson B. Fatigue crack initiation an growth at holes in a high strength bianitic roller bearing steel when loaded with nonproportional shear and compressive cycles. / Alfredsson B, Watz V, Olsson E. // - Int J Fatigue. - 2011; - № 33: - С. 1244- 1256.
6. Tipton SM. Advances in multiaxial fatigue life prediction for components with stress concentrations. / Tipton SM, NelsonDV. // - Int J Fatigue. -1997; - № 19; - С. 503-515.
7. Thomson KD. Fatigue crack growth in notched and plain shafts subjected to torsion and axial loading. / Thomson KD, Sheppard SD. // - Engng Fract Mechanics. -1992; - № 43(1): - С. 55-71.
8. Ohkawa C. Notch effect on torsional fatigue of austenitic stainless steel: Comparison with low carbon steel. / Ohkawa C, Ohkawa I. // - Engng Fract Mechanics. - 2011; - № 78: - С. 1577-1589.
9. Kujawski D. Estimations of stress intensity factors for small cracks at notches. // - Fat. Fract. Engng. Mater. Struct. - 1991; - № 14: - С. 953-965.
10. Neuber H. Kerbspannungstehre, Springer, Berlin, 1958; Translation Theory of Notch Stress, U.S. Office of Technical Services, Washington, DC, 1961.
11. Fuhring H., Approximation functions for K-factors of cracks in notches. // - Int J Fracture. - 1973; - № 9: - С. 328-331.

 

.pdf