Niskocyklowe zachowanie zmęczeniowe wybranych metali poddanych wieloosiowym obciążeniom asynchronicznym

Publikacja dotyczy niskocyklowego zmęczenia wieloosiowego, w tym zależności między naprężeniami a odkształceniami, cech obciążeń wieloosiowych oraz modeli szacowania trwałości zmęczeniowej. Przedstawiono analizę stanu wiedzy na temat obciążeń asynchronicznych, opis badań eksperymentalnych, wyniki badań oraz modelowanie zachowania zmęczeniowego materiałów. Omówiono również prognozowanie trwałości zmęczeniowej z wykorzystaniem wybranych modeli.

Spis Treści

1. WPROWADZENIE DO TEMATYKI NISKOCYKLOWEGO ZMĘCZENIA WIELOOSIOWEGO . . . . . . . . . . str. 7
1.1. Zależności pomiędzy naprężeniami a odkształceniami . . . . . . . . . . str. 8
1.2. Podstawowe cechy niskocyklowych obciążeń wieloosiowych . . . . . . . . . . str. 20
1.3. Niskocyklowe zachowanie zmęczeniowe materiałów pod wpływem obciążeń złożonych . . . . . . . . . . str. 25
1.4. Wybrane modele szacowania niskocyklowej trwałości zmęczeniowej w warunkach obciążeń wieloosiowych . . . . . . . . . . str. 47
1.4.1. Model Fatemiego-Sociego . . . . . . . . . . str. 47
1.4.2. Model Smitha-Watsona-Toppera . . . . . . . . . . str. 49
1.4.3. Model Itoh . . . . . . . . . . str. 50
1.4.4. Model Garuda . . . . . . . . . . str. 52
1.4.5. Model Gołosia-Ellvina . . . . . . . . . . str. 53
1.4.6. Model Łagody-Machy . . . . . . . . . . str. 55
1.4.7. Model Glinki . . . . . . . . . . str. 57
1.4.8. Dyskusja nad modelami . . . . . . . . . . str. 58
2. ANALIZA STANU WIEDZY NA TEMAT OBCIĄŻEŃ ASYNCHRONICZNYCH . . . . . . . . . . str. 61
2.1. Przegląd literatury . . . . . . . . . . str. 61
2.2. Dyskusja nad danymi literaturowymi . . . . . . . . . . str. 65
3. OPIS PRZEPROWADZONYCH BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH . . . . . . . . . . str. 68
3.1. Materiały . . . . . . . . . . str. 68
3.2. Stanowisko do badań . . . . . . . . . . str. 70
3.3. Program badań . . . . . . . . . . str. 72
3.3.1. Próba monotonicznego rozciągania . . . . . . . . . . str. 72
3.3.2. Próba cyklicznego rozciągania-ściskania . . . . . . . . . . str. 73
3.3.3. Program badań zmęczeniowych . . . . . . . . . . str. 74
4. WYNIKI BADAŃ . . . . . . . . . . str. 79
4.1. Monotoniczne rozciąganie . . . . . . . . . . str. 79
4.2. Cykliczne rozciąganie-ściskanie . . . . . . . . . . str. 81
4.3. Wyniki badań zmęczeniowych . . . . . . . . . . str. 87
4.3.1. Odpowiedź naprężeniowo-odkształceniowa . . . . . . . . . . str. 87
4.3.1.1. Stop aluminium PA38 . . . . . . . . . . str. 89
4.3.1.2. Stal E235 . . . . . . . . . . str. 109
4.3.1.3. Stal E355 . . . . . . . . . . str. 126
4.3.1.4. Stal 1.4301 . . . . . . . . . . str. 144
4.3.1.5. Dyskusja nad wynikami i wnioski . . . . . . . . . . str. 164
4.3.2. Trwałość zmęczeniowa . . . . . . . . . . str. 169
4.3.2.1. Stop aluminium PA38 . . . . . . . . . . str. 170
4.3.2.2. Stal E235 . . . . . . . . . . str. 175
4.3.2.3. Stal E355 . . . . . . . . . . str. 178
4.3.2.4. Stal 1.4301 . . . . . . . . . . str. 182
4.3.2.5. Dyskusja nad wynikami i wnioski . . . . . . . . . . str. 186
4.3.3. Analiza pęknięć zmęczeniowych . . . . . . . . . . str. 192
4.3.3.1. Stop aluminium PA38 . . . . . . . . . . str. 192
4.3.3.2. Stal E235 . . . . . . . . . . str. 198
4.3.3.3. Stal 1.4301 . . . . . . . . . . str. 203
4.3.3.4. Dyskusja nad wynikami i wnioski . . . . . . . . . . str. 211
5. MODELOWANIE ZACHOWANIA ZMĘCZENIOWEGO MATERIAŁÓW PODDANYCH OBCIĄŻENIOM ASYNCHRONICZNYM . . . . . . . . . . str. 213
5.1. Modelowanie odkształcenia sprężysto-plastycznego metodą elementów skończonych . . . . . . . . . . str. 213
5.1.1. Stop aluminium PA38 . . . . . . . . . . str. 215
5.1.2. Stal E235 . . . . . . . . . . str. 227
5.1.3. Stal E355 . . . . . . . . . . str. 239
5.1.4. Stal 1.4301 . . . . . . . . . . str. 251
5.1.5. Dyskusja nad wynikami . . . . . . . . . . str. 263
5.2. Prognozowanie trwałości zmęczeniowej . . . . . . . . . . str. 264
5.2.1. Model Fatemiego-Sociego . . . . . . . . . . str. 265
5.2.2. Model Smitha-Watsona-Toppera . . . . . . . . . . str. 269
5.2.3. Model Itoh . . . . . . . . . . str. 272
5.2.4. Model Garuda . . . . . . . . . . str. 277
5.2.5. Model Gołosia-Ellvina . . . . . . . . . . str. 280
5.2.6. Model Łagody-Machy . . . . . . . . . . str. 283
5.2.7. Model Glinki . . . . . . . . . . str. 289
5.2.8. Dyskusja nad wynikami . . . . . . . . . . str. 292
6. PODSUMOWANIE . . . . . . . . . . str. 295
6.1. Wnioski poznawcze . . . . . . . . . . str. 295
6.2. Wnioski utylitarne . . . . . . . . . . str. 296
6.3. Wnioski rozwojowe . . . . . . . . . . str. 296
Dodatek . . . . . . . . . . str. 299
Bibliografia . . . . . . . . . . str. 308