Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của ứng suất trung bình trong phương pháp ước lượng tuổi thọ mỏi trượt sử dụng hệ số hiệu chỉnh độ hư hỏng mỏi
Tóm tắt
Trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi, chúng tôi đã phát triển một phương pháp ước lượng tuổi thọ mỏi trượt xem xét hiệu ứng gradient ứng suất [Tạp chí Khoa học và Công nghệ Cơ khí 28 (2014) 2153–2159]. Trong phương pháp này, giá trị hư hỏng mỏi tại vị trí nứt được hiệu chỉnh bằng một hệ số là hàm của gradient hư hỏng mỏi, và giá trị đã hiệu chỉnh được coi là giá trị hư hỏng mỏi trong mỏi thông thường để ước lượng tuổi thọ. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã xem xét ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến hệ số hiệu chỉnh gradient hư hỏng mỏi, vì độ tin cậy của phương pháp đã phát triển chỉ được xác thực tại một tỷ lệ ứng suất (R) là -1 trong các nghiên cứu trước. Các thí nghiệm mỏi trượt đã được thực hiện để thu thập dữ liệu tuổi thọ mỏi của ba hình dạng đệm mỏi trượt khác nhau với các giá trị R từ -1.0 đến 0.3. Các phân tích phần tử hữu hạn sau đó được thực hiện để đánh giá tham số hư hỏng mỏi trong vùng nứt. Kết quả cho thấy tuổi thọ mỏi trượt giảm khi tỷ lệ ứng suất tăng lên. Hơn nữa, hệ số hiệu chỉnh gradient hư hỏng mỏi không bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ ứng suất, mặc dù nó bị tác động bởi biến dạng dẻo tại vị trí nứt. Do đó, cần có một hàm hiệu chỉnh cho sự xuất hiện của biến dạng dẻo và một hàm khác cho sự vắng mặt của biến dạng dẻo. Phương pháp đã phát triển được chứng minh có khả năng dự đoán tuổi thọ mỏi trượt ở nhiều mức tỷ lệ ứng suất khác nhau bằng cách sử dụng dữ liệu mỏi thông thường.
Từ khóa
#mỏi trượt #ứng suất trung bình #hệ số hiệu chỉnh #gradient hư hỏng mỏi #phân tích phần tử hữu hạnTài liệu tham khảo
D. Nowell, D. Dini and D. A. Hills, Recent developments in the understanding of fretting fatigue, Engineering Fracture Mechanics, 73 (2006) 207–222.
C. Navarro, S. Muñoz and J. Dominguez, On the use of multiaxial fatigue criteria for fretting fatigue life assessment, Int. J. Fatigue, 30 (2008) 32–44.
S. Fouvry, P. Kapsa and L. Vincent, A multiaxial fatigue analysis of fretting contact taking into account the size effect, Fretting fatigue: Current technology and practices, ASTM STP 1367, PA, ASTM (2000) 167–182.
J. A. Araújo and D. Nowell, The effect of rapidly varying contact stress fields on fretting fatigue, Int. J. Fatigue, 24 (2002) 763–775.
J. A. Araújo, D. Nowell and R. C. Vivacqua, The use of multiaxial fatigue models to predict fretting fatigue life of components subjected to different contact stress fields, Fatigue Fract Engng Mater Struct., 27 (2004) 967–978.
H. Proudhon, S. Fouvry and G. R. Yantio, Determination and prediction of the fretting crack initiation: introduction of the (P, Q, N) representation and definition of a variable process volume, Int. J. Fatigue, 28 (2006) 707–713.
R. Amargier, S. Fouvry, L. Chambon, C. Schwob and C. Poupon, Stress gradient effect on crack initiation in fretting using a multiaxial fatigue framework, Int. J. Fatigue, 32 (2010) 1904–1912.
R. Amargier, S. Fouvry, C. Poupon and L. Chambon, A non local multiaxial fatigue approach to account for stress gradient effect applied to crack initiation in fretting, J. ASTM Int., 7 (3) (2010) 1–19.
D. H. Hwang and S.-S. Cho, Correlation between fretting and plain fatigue using fatigue damage gradient, J. Mechanical Science and Technology, 28 (6) (2014) 2153–2159.
D. H. Hwang and S.-S. Cho, Fretting fatigue life estimation using fatigue damage gradient correction factor in various contact configurations, J. Mechanical Science and Technology, 31 (3) (2017) 1127–1134.
K. Nishioka and K. Hirakawa, Fundamental investigations of fretting fatigue (Part 4, the effect of mean stress), Bulletin of JSME, 12 (51) (1969) 408–414.
K. Sato, H. Fujii and S. Kodama, Effects of stress ratio and fretting fatigue cycles on the accumulation of fretting fatigue damage to carbon steel S45C, Bulletin of JSME, 29 (255) (1986) 2759–2764.
S. Shirai, K. Kumuthini, Y. Mutoh and K. Nagata, Fretting fatigue characteristics of titanium alloy Ti-6Al-4V in ultra high cycle regime, Fretting Fatigue Advances of Basic Understanding and Applications, ASTM STP, 1425 (2003) 353–365.
N. R. Lovrich and R. W. Neu, Effects of mean stress on fretting fatigue of Ti-6Al-4V on Ti-6Al-4V, Fatigue Frac Engng Mater Struct., 29 (2006) 41–55.
L. S. Rossino, F. C. Castro, W. W. Bose Filho and J. A. Araújo, Issues on the mean stress effect in fretting fatigue of a 7075-T7451 Al alloy posed by new experimental data, Int. J. Fatigue, 31 (2009) 2041–2048.
R. N. Smith, P. Watson and T. H. Topper, A stress-strain function for the fatigue of metals, J. Mater., 5 (1970) 767–778.
V. Lamacq and M.-C. Dubourg, Modelling of initial fatigue crack growth and crack branching under fretting conditions, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., 22 (1999) 535–542.