Prediction of multistage fatigue curve based on the relaxation model of irreversible cyclic deformation

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The paper studies the multi-stage fatigue dependence (Wöhler diagram) of the material and proposes a new model for its prediction based on considering the mechanisms of plastic deformation and fracture under cyclic loads and a combination of relaxation processes with the evolutionary development of damage, for which the initial condition is formed using the calculation calculated during the cycling process energy of irreversible deformation. The performance of the model is verified using the results of cyclic deformation tests on DP500 steel as an example. It is shown that within the framework of a unified approach it is possible to simultaneously evaluate the short-term, fatigue and long-term strength of the material.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Yu. Petrov

St. Petersburg State University; Institute for Problems in Mechanical Engineering, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: yuripetr@gmail.com

Corresponding Member of the RAS

Ресей, St. Petersburg; St. Petersburg

N. Selyutina

St. Petersburg State University; Institute for Problems in Mechanical Engineering, Russian Academy of Sciences

Email: nina.selutina@gmail.com
Ресей, St. Petersburg; St. Petersburg

M. Antonova

St. Petersburg State University

Email: maliya.antonova@gmail.com
Ресей, St. Petersburg

Әдебиет тізімі

  1. Lakshmi S., Prabha Dr.C. A Review on Low Cycle Fatigue Failure // International Journal of Science Technology and Engineering. 2017. V. 3. № 11. P. 77–80.
  2. Xu Y., Li X., Zhang Y., Yang J. Ultra-Low Cycle Fatigue Life Prediction Model – A Review // Metals. 2023. V. 13 № 6. 1142.
  3. Sakai T. Historical review and future prospect for researcher on very high cycle fatigue of metallic materials // Fatigue Fract. Eng. M. 2023. V. 46. № 4. P. 1217–1255.
  4. Hectors K., Waele W.D. Cumulative Damage and Life Prediction Models for High-Cycle Fatigue of Metals: A Review // Metals 2021. V. 11. № 2. P. 204.
  5. Jeddi D., Palin-Luc T. A review about the effects of structural and operational factors on the gigacycle fatigue of steels // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 2018. V. 41. P. 969–990.
  6. Павловская Е.Е., Петров Ю.В. О некоторых особенностях решения динамических задач теории упругости // Изв. РАН. МТТ. 2002. № 4. С. 39–45.
  7. Петров Ю.В., Селютина Н.С. Прогнозирование эффекта стабилизации пластической деформации при циклическом деформировании на основе структурно-временного подхода // ДАН. 2017. Т. 476. № 5. C. 523–526.
  8. Работнов Ю.Н. О механизме длительного разрушения // Вопросы прочности материалов и конструкций. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 5–7.
  9. Качанов Л.М. Основы механики разрушения М.: Наука, ١٩٧٤. 312 с.
  10. Петров Ю.В., Бородин И.Н. Релаксационный механизм пластического деформирования и его обоснование на примере явления зуба текучести в нитевидных кристаллах // ФТТ. 2015. Т. 57. № 2. С. 336–341.
  11. Selyutina N.S., Petrov Y.V. Instabilities of dynamic strain diagrams predicted by the relaxation model of plasticity // J. Dynamic Behavior of Materials. 2022. V. 8. P. 304–315.
  12. Селютина Н.С., Петров Ю.В. Эффект стабилизации пластической деформации при малоцикловом деформировании // Физ. мезомех. 2019. Т. 22. № 5. С. 13–18.
  13. Степанова Л.В., Игонин С.А. Параметр поврежденности Ю.Н. Работнова и описание длительного разрушения: результаты, современное состояние, приложение к механике трещин и перспективы // ПМТФ. 2015. Т. 56. № 2.
  14. Макаров А.В., Саврай Р.А., Горкунов Э.С., Юровских А.С., Малыгина И.Ю., Давыдова Н.А. Структура, механические характеристики, особенности деформирования и разрушения при статическом и циклическом нагружении закаленной и конструкционной стали, подвергнутой комбинированной деформационно-термической наноструктурирующей обработке // Физ. мезомех. 2014. Т. 17. № 1. С–57.
  15. Selyutina N.S., Smirnov I.V., Petrov Yu.V. Stabilisation effect of strain hysteresis loop for steel 45 // Int. J. Fatigue. 2021. V. 145. 106133.
  16. Branco R., Costa J.D., Antunes F.V. Low-cycle fatigue behaviour of 34CrNiMo6 high strength steel // Theor. Appl. Fract. Mec. 2012. V. 58. P. 28–34.
  17. Fatoba O., Akid R. Uniaxial cyclic elasto-plastic deformation and fatigue failure of API-5L X65 steel under various loading conditions // Theor. Appl. Fract. Mec. 2018. V. 94. P. 147–159.
  18. Груздков А.А., Петров Ю.В. О температурно-временном соответствии при высокоскоростном деформировании металлов // ДАН. 1999. Т. 364. № 6. С. 766–768.
  19. Petrov Y.V., Karihaloo B.L., Bratov V.V., Bragov A.M. Multi-scale dynamic fracture model for quasi-brittle materials // Int. J. Eng. Sci. 2012. V. 61. P. 3–9.
  20. Арутюнян А.Р. Формулировка критерия усталостной прочности композиционных материалов // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2020. Т. 7. № 3. С. 511–517.
  21. Каштанов А.В., Петров Ю.В. Энергетический подход к определению уровня мгновенной поврежденности // ЖТФ. 2006. Т. 76. № 5, С. 71–75.
  22. Moćko W., BrodeckiA., Kruszka L. Mechanical response of dual phase steel at quasi-static and dynamic tensile loadings after initial fatigue loading // Mech. Mater. 2016. V. 92. P. 18–27.
  23. Zhou H., Wang Y., Shi Y., Xiong J., Yang L. Extremely low cycle fatigue prediction of steel beam-to-column connection by using a micro-mechanics based fracture model // Int. J. Fatigue 2013. V. 48. P. 90–100.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Dependence of the ultimate stress before failure, normalized to the static strength of a hypothetical material, on the number of cycles for a hypothetical material.

Жүктеу (71KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Dependence of the cycle number Nstab, at which new plastic deformations do not accumulate, on the number of cycles before failure N for a hypothetical material.

Жүктеу (54KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Prediction of the fatigue curve (Wohler diagram) of DP500 steel based on a unified relaxation model of irreversible cyclic deformation and experimental data [22].

Жүктеу (62KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».