Influence of the material sensitivity factor on the stress ratio for different specimens geometries and materials under bending

In the paper, the influence of mean loads on the low cycle fatigue for notched specimens of different shapes of the cross section is analysed. The specimens are characterized by a similar value of the stress concentration factor (Kt = 2.46 for round specimens and Kt = 3.27 for specimens of the rectangular cross-section). A mathematical model describing the limiting stress plane under fatigue bending is applied, taking into account the influence of mean stresses. The model has been verified by 18G2A steel and PA6 aluminium alloy specimens via experimental test results under cyclic bending for stress ratios R = -1, -0.5, 0. The relationship between the stress amplitude and the stress mean value taking into account the number of cycles N before failure is described by a linear model, for which good agreement of the calculations with the experimental test results is achieved.

W pracy przeanalizowano wpływ obciążeń średnich przy niskocyklowym zmęczeniu dla próbek z karbem o różnych kształtach przekroju poprzecznego. Próbki cechowały się zbliżoną wartością współczynnika kształtu (Kt = 2.46 dla próbek okrągłych i Kt = 3.27 dla próbek o przekroju prostokątnym). Zastosowano model matematyczny opisujący płaszczyznę naprężeń granicznych przy cyklicznie zmiennym zginaniu z uwzględnieniem wpływu naprężeń średnich. Model zweryfikowano wynikami badań eksperymentalnych próbek ze stali 18G2A i stopu aluminium PA6 w warunkach cyklicznego zginania dla przebiegów o współczynniku asymetrii cyklu R = -1; -0.5; 0. Zależność amplitudy naprężeń od wartości średniej naprężeń z uwzględnieniem liczby cykli N do zniszczenia opisano liniowym modelem, dla którego uzyskano dobrą zgodność obliczeń z wynikami badań eksperymentalnych.