Experimental verification of fatigue loading nonproportionality model

The paper deals with the experimental verification of a model of the fatigue loading nonproportionality. The assumption of the proposed model is that the loading nonproportionality degree depends on: (a) modules of vectors of rotating stresses, (b) angular distances of these stres s vectors measured in relation to the critical pIane. The performed experiment involved modeling of the nonproportional fatigue loading through programmed changes of principal axes positions. Different positions of the principal axes were obtained by using two loading blocks: fully reversed torsion and complex loading, that is to say, tension-compression and torsion. During the tests, the influence of the range of the orientation angle of principle axes on fatigue life was examined. The obtained results allowed one to confirm the thesis that the nonproportionality degree depends also on the angular distance in which the stress vector acts in relation to the critical pIane.

W artykule przedstawiono weryfikację eksperymentalną modelu nieproporcjonalności obciążenia zmęczeniowego, który był podstawą sformułowanych przez autora wieloosiowych kryteriów zmęczeniowych. W modelu tym zakłada się, że w warunkach obciążeń nieproporcjonalnych można wyróżnić płaszczyznę krytyczną. Jednocześnie, obrót osi głównych powodować może intensyfikację procesu kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych. Decyduje o tym stopień nieproporcjonalności obciążenia. W przyjętym modelu założono, że o stopniu nieproporcjonalności obciążenia decydują: (a) moduły wektorów obracających się naprężeń, (b) kątowe odległości wektorów tych naprężeń mierzone w stosunku do płaszczyzny krytycznej. Zrealizowany eksperyment polegał na modelowaniu zmęczeniowego obciążenia nieproporcjonalnego poprzez programowane zmiany położenia osi głównych. Różne położenia osi głównych uzyskiwano realizując dwu blokowy program obciążeń: wahadłowego skręcania i obciążenia złożonego, w tym przypadku rozciągania ze skręcaniem. Badano wpływ zmian położenia osi głównych w trakcie próby uzyskiwaną na trwałość zmęczeniową. Otrzymane wyniki dają podstawę do przyjęcia tezy, że stopień nieproporcjonalności zależy nie tylko od modułów obracających się naprężeń, ale jest zależny także od odległości kątowej, w jakiej wektor naprężenia działa w stosunku do płaszczyzny krytycznej.