Ewolucja stanu uplastycznienia materiału w otoczeniu karbu w warunkach niesymetrycznych obciążeń cyklicznych

Przewidywanie niezawodności elementów konstrukcyjnych eksploatowanych w warunkach wieloosiowych obciążeń, wywołujących przestrzenne stany wytężenia i deformacji, stanowi ważny i trudny problem obliczeniowy. Obserwacje wyników wielu badań doświadczalnych wskazują, że uszkodzenia elementów konstrukcyjnych inicjowane są i rozwijają się, w miarę wydłużania czasu eksploatacji, przede wszystkim w wyniku lokalnego uplastycznienia materiału, w strefach działania karbów. Ważnym zatem elementem analizy zmęczeniowej jest precyzyjne przewidywanie ewolucji uplastycznienia oraz wytężenia materiału w otoczeniu koncentratorów. Celem prezentowanej pracy jest analiza stanu naprężenia i odkształcenia powstającego w strefie materiału otaczającego dno karbu w wyniku działania obciążeń cyklicznych. Rozpatrywane zagadnienie obejmie analizę zachowania się dwuwymiarowej płyty, z poziomą szczeliną środkową, wykonanej ze stali SAE 4140, pracującej w płaskim stanie odkształcenia w wyniku niesymetrycznego obciążenia działającego w powtarzalnych cyklach.

---

Reliability and fatigue life estimations of structural and mechanical components exercising multiaxial loads need predictions of evolution of stress and strain fields. The solution of the problem demands high accuracy regarding stress-strain distribution especially in zones affected by stress concentrators such as cracks, geometrical or structural notches etc. The paper is addressed to numerical analysis of material plastic fIow near the root of the U-type notch, located in a plate of SAE 4140 steel, under non-symmetric cyclic loads. The FEM will be applied to solve the problem, formulated in 2D space. The material behavior will be predicted by using the Mroz-Garud cyclic plasticity model.