日本語AIでPubMedを検索
選定されたアルミニウム合金のランダムねじり荷重に対する疲労寿命推定におけるS-N曲線平均応力補正モデルの適用
Application of the S-N Curve Mean Stress Correction Model in Terms of Fatigue Life Estimation for Random Torsional Loading for Selected Aluminum Alloys.
PMID: 32635520 DOI: 10.3390/ma13132985.
抄録
アルミニウム合金PA4(AW-6082-T6), PA6(AW-2017A-T4), PA7(AW-2024-T3)のドリルドダイアボロ型試験片を対象としたねじり時の繰返し一定振幅荷重条件での疲労試験結果を紹介した。試験は、応力非対称比=-1, = -0.7, = -0.5, = -0.3の条件で実施した。実験結果は、ランダムに生成された狭帯域応力信号を用いて、全球平均応力値がゼロ及びゼロではない場合の疲労寿命評価の過程で使用された。計算は、雨流周期計数法とPalmgren-Miner損傷仮説を用いて時間領域内で実施した。平均応力補償は、NiesłonyとBöhmによって提案されたS-N曲線平均応力モデルを用いて実施した。このモデルは、ねじり荷重条件の観点から修正されている。適切な=0比のS-N曲線疲労強度振幅を得るために、Smith-Watson-Topperモデルを使用し、文献の疲労強度振幅と比較した。本研究では、-1の結果に基づいて他の値の新しいS-N曲線を得るために、ねじり荷重条件の観点から補正モデルの使用を拡張した。本研究では、平均応力効果補正を行った場合と行わなかった場合の新しい疲労曲線の計算結果を掲載した。計算結果は、平均応力効果が試験されたアルミニウム合金の疲労寿命評価に大きな役割を果たしていること、また、この方法がランダム条件での疲労寿命評価に使用できることを示している。
The paper presents the experimental fatigue test results for cyclic constant amplitude loading conditions for the case of the torsion of the PA4 (AW-6082-T6), PA6 (AW-2017A-T4) and PA7 (AW-2024-T3) aluminum alloy for a drilled diabolo type test specimen. The tests have been performed for the stress asymmetry ratios = -1, = -0.7, = -0.5 and = -0.3. The experimental results have been used in the process of a fatigue life estimation performed for a random generated narrowband stress signal with a zero and a non-zero global mean stress value. The calculations have been performed within the time domain with the use of the rainflow cycle counting method and the Palmgren-Miner damage hypothesis. The mean stress compensation has been performed with the S-N curve mean stress model proposed by Niesłony and Böhm. The model has been modified in terms of torsional loading conditions. In order to obtain an appropriate = 0 ratio S-N curve fatigue strength amplitude, the Smith-Watson-Topper model was used and compared with literature fatigue strength amplitudes. The presented solution extends the use of the correction model in terms of the torsional loading condition in order to obtain new S-N curves for other values on the basis of the = -1 results. The work includes the computational results for new fatigue curves with and without the mean stress effect correction. The results of the computations show that the mean stress effect plays a major role in the fatigue life assessment of the tested aluminum alloys and that the method can be used to assess the fatigue life under random conditions.