Badania oraz modelowanie wpływu złożonych obciążeń cyklicznych na właściwości mechaniczne materiałów konstrukcyjnych

W artykule zamieszczono wyniki badań z numerycznego modelowania proporcjonalnych i nieproporcjonalnych ścieżek obciążenia oraz zaprezentowano charakterystyczne efekty będące skutkiem takiego rodzajom obciążenia. Ponadto, zamieszczono wyniki badań doświadczalnych wykonanych w dwuosiowym stanie naprężenia na stopie aluminium PA7. Badania dotyczyły oceny wpływu rewersyjnego obciążenia skręcającego na właściwości mechaniczne materiału w jednocześnie realizowanym teście monotonicznej deformacji w kierunku osiowym. Testy wykazały istotny wpływ skręcającego obciążenia cyklicznego na obniżanie się krzywej wzmocnienia materiału oraz zmniejszanie się wartości granicy proporcjonalności i umownej granicy plastyczności podczas monotonicznego rozciągania. Dały one również możliwość identyfikacji wpływu amplitudy i częstotliwości obciążenia cyklicznego oraz jego opóźnienia na przebieg deformacji w kierunku poprzecznym. Wpływ zastosowanych obciążeń złożonych na zmianę właściwości mechanicznych materiału określono na podstawie ewolucji początkowej powierzchni plastyczności. Artykuł pokazuje również teoretyczne sposoby opisu zmian właściwości mechanicznych materiałów w warunkach działania obciążeń złożonych, na reprezentatywnych przykładach wybranych spośród wyników dotychczasowych eksperymentów.

---

The paper presents numerical results of the modeling of proportional and non-proportional loadings and effects associated to their existence. Moreover, the experimental results of tests carried out under biaxial stress state on PA7 aluminium alloy were discussed. The investigations were devoted to analysis of an influence of torsion-reverse-torsion cycles on mechanical properties of the material during the monotonic tension deformation conducted simultaneously. The tests exhibit a significant influence of the cyclic loading due to reverse torsion on decreasing of the hardening curve and dropping of such parameters as the proportional limit and yield point during monotonic tension. The tests also gave opportunity to determine an influence of amplitude, frequency of cyclic loading and time of its delay on deformation in the perpendicular direction with respect to the cyclic loading. An influence of the complex loadings applied on the selected mechanical parameters was determined on the basis of the initial yield surface evolution. The paper also presents theoretical approaches describing of the mechanical parameters variations due to complex cyclic loadings using representative examples selected from up to now achievements.