scholarly journals Stochastic continuum approach to high-cycle fatigue: Modelling stress history as a stochastic process

Author(s):  
Tero Frondelius ◽  
Terhi Kaarakka ◽  
Reijo Kouhia ◽  
Jari Mäkinen ◽  
Heikki Orelma ◽  
...  
Author(s):  
Heikki Orelma

Рассматривается континуальный подход для описания многоцикловой усталости, когда срок службы изделия конечен. Предложено использовать эволюционную модель накопления усталостных микроповреждений в стохастической постановке. Данный подход позволяет учитывать стохастический разброс параметров повторяющегося нагружения. В рамках этого подхода срок службы изделия (время его жизни) отождествляется с началом разрушения материала, а случайный процесс нагружения описывается с помощью стохастических дифференциальных уравнений. Основное предположение состоит в том, что распределение срока службы изделия подчиняется логнормальному распределению или распределению Вейбулла. Представленная методика позволяет оценить сам процесс нагружения, сформировать реализацию такого нагружения и найти численное приближение по сроку службы изделия. Для демонстрации метода приводится численный пример, в котором рассматривается одномерная начальная задача определения времени жизни образца при его неотнулевом синусоидальном циклическом нагружении растяжением-сжатием, зашумленном винеровским стохастическим процессом. Поставленная задача решена численно для пятидесяти реализаций, в результате чего ответ дан в вероятностной формулировке, позволяющей более осознанно назначать запас прочности.


2008 ◽  
Vol 30 (6) ◽  
pp. 996-1006 ◽  
Author(s):  
N OTTOSEN ◽  
R STENSTROM ◽  
M RISTINMAA

2014 ◽  
Vol 52 (4) ◽  
pp. 283-291 ◽  
Author(s):  
Gwan Yeong Kim ◽  
Kyu Sik Kim ◽  
Joong Cheol Park ◽  
Shae Kwang Kim ◽  
Young Ok Yoon ◽  
...  

Materials ◽  
2021 ◽  
Vol 14 (9) ◽  
pp. 2245
Author(s):  
Michael Fitzka ◽  
Bernd M. Schönbauer ◽  
Robert K. Rhein ◽  
Niloofar Sanaei ◽  
Shahab Zekriardehani ◽  
...  

Ultrasonic fatigue testing is an increasingly used method to study the high cycle fatigue (HCF) and very high cycle fatigue (VHCF) properties of materials. Specimens are cycled at an ultrasonic frequency, which leads to a drastic reduction of testing times. This work focused on summarising the current understanding, based on literature data and original work, whether and how fatigue properties measured with ultrasonic and conventional equipment are comparable. Aluminium alloys are not strain-rate sensitive. A weaker influence of air humidity at ultrasonic frequencies may lead to prolonged lifetimes in some alloys, and tests in high humidity or distilled water can better approximate environmental conditions at low frequencies. High-strength steels are insensitive to the cycling frequency. Strain rate sensitivity of ferrite causes prolonged lifetimes in those steels that show crack initiation in the ferritic phase. Austenitic stainless steels are less prone to frequency effects. Fatigue properties of titanium alloys and nickel alloys are insensitive to testing frequency. Limited data for magnesium alloys and graphite suggest no frequency influence. Ultrasonic fatigue tests of a glass fibre-reinforced polymer delivered comparable lifetimes to servo-hydraulic tests, suggesting that high-frequency testing is, in principle, applicable to fibre-reinforced polymer composites. The use of equipment with closed-loop control of vibration amplitude and resonance frequency is strongly advised since this guarantees high accuracy and reproducibility of ultrasonic tests. Pulsed loading and appropriate cooling serve to avoid specimen heating.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document