Wpływ parametrów krzywej cyklicznego odkształcenia na wyznaczanie trwałości zmęczeniowej materiałów

Praca zawiera analizę wpływu różnych wartości parametrów krzywej cyklicznego odkształcenia na obliczeniową trwałość zmęczeniową stali niskowęglowej 12010.3 [1] przy zmiennoamplitudowych obciążeniach rozciągająco-ściskających. Rezultaty wyników badań otrzymano od prof. Biliego ze Słowackiej Akademii Nauk. Parametry krzywej cyklicznego odkształcenia opisanej zależnością Ramberga-Osgooda to jest: współczynnik wytrzymałości zmęczeniowej K’ oraz wykładnik zmęczeniowego umocnienia n’ zostały wyznaczone z przebiegów zmiennoamplitudowych o różnych poziomach obciążeń [2]. Tak wyznaczone parametry, charakteryzujące się pewnym rozrzutem, zostały porównane do parametrów otrzymanych metodą standardową po kilka próbek na kilku poziomach. W celu określenia poprawności parametrów krzywej cyklicznego odkształcenia, określonych na podstawie losowych przebiegów naprężeń i odkształceń, dokonano obliczeń trwałości zmęczeniowej metodą uwzględniającą wartości tych parametrów. Na podstawie zmiennoamplitudowych przebiegów naprężeń i przy użyciu kinematycznego modelu umocnienia materiału wyznaczono przebiegi odkształceń. Obliczone przebiegi odkształceń zostały użyte do określenia trwałości zmęczeniowej przy zastosowaniu liniowej hipotezy kumulacji uszkodzeń Serensena-Kogayeva [3]. Trwałość zmęczeniową wyznaczono w oparciu o kumulację uszkodzeń zmęczeniowych na podstawie modelu odkształceniowego oraz parametru gęstości energii odkształceń [4]. Otrzymane trwałości zmęczeniowe zostały porównane z danymi eksperymentalnymi, co pozwoliło na sformułowanie wniosków dotyczących wyznaczania parametrów krzywej cyklicznego odkształcenia na podstawie obciążeń zmiennoamplitudowych oraz ich wpływu na obliczeniową trwałość zmęczeniową.

---

In the paper, the authors analyzed influence of different parameters of the cyclic strain curve on the calculated fatigue life of low-carbon steels under variable ampitude ensioncompression. Parameters of the cyclic strain curve described by the Ramberg-Osgood relationship, i.e. the fatigue strength coefficient K’ and the fatigue hardening exponent n’, were determined from random histories with various loading levels. Those parameters were compared with the parameters obtained with the standard method. In order to determine correctness of parameters of the cyclic strain curve determined from random histories of stresses and strains, fatigue life was calculated with use of the method including values of those parameters. Random stress histories and the kinematic model of material hardening were applied for determination of strain histories. The calculated strain histories were used for fatigue life determination with the Serensen-Kogayev linear hypothesis of damage accumulation. The obtained fatigue lives were compared with the test results. Then, it was possible to draw conclusions concerning determination of parameters of the cyclic strain curve based on random loading and their influence on the calculated fatigue life.