A single-parameter predictor of the effectiveness of the cavitation erosion process

A parameter pertaining to material susceptibility to cavitation damage under identified loadings is proposed. A probability mass function of cavitation loadings is suggested to represent environmental conditions and fatigue performance of a material at a specified standard regime, as the material properties are considered to control the performance of the erosion process and are suggested to be taken into account for its quantification. Therefore, the value of the parameter is assumed to follow from calculations employing the probability mass function of the loadings and fatigue characteristics of the material, as well as energy absorption in stress-strain cycle of the loading, corrected for the presence of inhibiting processes. The appropriate threshold conditions for erosion are assumed to follow from the relationship between the inverse fatigue function and the loading distribution. In this paper, a preliminary experimental verification of the correlation between the postulated parameter and the cavitation erosion parameter is carried out. The reliability and applicability of the parameter as well as the sources of inaccuracy and uncertainties are also discussed.

---

W pracy przedstawiono wskaźnik oceny skłonności materiału do ulegania niszczeniu erozyjnemu w warunkach zidentyfikowanych obciążeń kawitacyjnych. Przyjęto założenie, że o przebiegu procesu decydują rozkład obciążeń oraz odporność zmęczeniowa materiału. Do wyznaczenia wskaźnika oceny wykorzystuje się zatem rozkład prawdopodobieństwa obciążeń jako czynnik reprezentujący warunki środowiskowe oraz standaryzowaną krzywą zmęczeniową, reprezentującą właściwości niszczonego materiału. Wartość wskaźnika jest ustalana według procedury, która obejmuje zestawienie powyższych zależności oraz wyliczenia korekcyjne, związane z absorpcją energii w cyklu zmęczeniowym i występowaniem procesów hamujących rozwój erozji. Przyjęto, że warunki progowe skutecznego niszczenia materiału określone są poprzez graniczną wartość obciążenia dla zmęczenia wysokocyklowego. Dokonano wstępnej weryfikacji istotności wskaźnika poprzez sprawdzenie występowania korelacji pomiędzy jego wartością a parametrami erozji kawitacyjnej dla określonych materiałów i warunków doświadczalnych. Przedyskutowano ponadto stosowalność wskaźnika i źródła potencjalnych błędów w określaniu jego wartości.