Reconstruction of fatigue crack growth rate for 2024-T3 aluminium alloy sheet on the basis of fractographic analysis.

Fatigue crack growth for 2024-T3 Alclad aluminium alloy sheet being subjected to two load programs a constant stress amplitude cyclic tension (R=0,1) (CA) and a variable amplitude tension with either a single or multiple overloads (OVL) periodically repeated is analysed in the paper. The latter load program corresponds to a simple flight simulation spectrum of wing structure of civil aircraft. The investogation was developed in order to learn about interaction between the applied load and formation of fatigue strations. Experimental results of surface crack growth rate provided by optical observations were compared with the rate determined on the basis of microfracture analysis. Good correspondence found under CA loading between the surface growth rate and the growth rate in the sheet depth means that the direction od specimen's cutting does not change essentially the crack growth behaviour. In the case of second loading (OVL) this factor influences the crack growth behaviour. Microfracture analysis revealed either retardation and acceleration of crack growth rate under OLV loading. This baheviour of growth rate results from a plastic zone formed in the front of crack up and a crack closure effect.

---

Treścią pracy są badania zmęczeniowego rozwoju pęknięć w próbkach z platerowanych blach ze stopu aluminium 2024-T3 w dwóch stanach obciążeń cyklicznych przy stało amplitudowym jednostronnie zmiennym rozciąganiu (R=0,1) (CA) i przy zmienno amplitudowym rozciąganiu z pojedynczymi i wielokrotnymi przeciążeniami (OVL). Drugi program obciążeń jest stosowany w badaniach symulacyjnych rozwoju pęknięć w skrzydłach statków latających. Badania prowadzono w celu poznania wpływu obciążenia na powstawanie układów prążków zmęczeniowych na powierzchni pęknięć oraz możliwości odtwarzania historii obciążenia na podstawie charakterystycznych cech budowy powierzchni pęknięć, Prędkość zmęczeniowego pękania, określoną na podstawie pomiarów przyrostu długości pęknięć na powierzchni próbek w danym przedziale czasu porównano z prędkością pękania odczytaną z odległości międzyprążkowych na powierzchni pęknięć. Otrzymano dobrą zgodność tych prędkości w przypadku obciążenia stało ampliyudowego. Kierunek wycięcia elementów modelowych względem kierunku walcowania blachy nie wpłynął na ich prędkość pękania, ale zaznaczył się przy obciążeniu OVL. Przy tym obiążeniu porównywano prędkość pękania wzdłuż powierzchni próbek z uśrednioną prędkością pękania obliczoną z odległości międzyprążkowych na powierzchni pęknięć, które odpowiadały poszczególnym blokom obciążeń. Analiza mikrofaktograficzna dowiodła dużej zmienności pękania w obrębie bloków obciążeń. Ujawnione w skali mikroskopowej, opóźnianie i przyspieszanie prędkości pękania powiązane jest z wielkością stref plastycznych na czole pęknięć i z zamykaniem się pęknięcia pod wpływem przeciążeń w widmie OVL.