A fatigue failure criterion for multiaxial loading with phase shift and mean value

A new criterion based on the critical plane approach has been developed for multiaxial non-proportional fatigue failure. The criterion correctly takes into account the influence of phase shift and mean values under combined bending and torsion loading. From a certain point of view, the criterion with such a defined non-proportionality measure can be understood as a combination of the two approaches: critical plane and integral approach. The criterion has the following form ... where the multiplicand of the equivalent shear stress ... contains the amplitude of the shear stress ... , the amplitude ... and mean value ... of the normal stress acting in the critical plane. The multiplier contains the loading non-proportionality measure H. Taking into account the fact of different sensitivity of various materials to loading non-proportionality, the equation also includes the material data: t-1 - fatigue limit torsion, b-1 - fatigue limit in bending. The predictive capability of the criterion was demonstrated by analyzing 67 experimental results from the literature. The predicted results are generally in good agreement with the experimental ones.

Opracowano nowe, oparte o koncepcje płaszczyzny krytycznej kryterium dla wieloosiowej wytrzymałości zmęczeniowej. Kryterium poprawnie ujmuje wpływ przesunięcia fazowego i wartości średnich w warunkach kombinacji zginania i skręcania. Z pewnego punktu widzenia, tak zdefiniowane kryterium może być rozumiane jako kombinacja dwóch modeli: płaszczyzny krytycznej i podejścia całkowitego (nielokalnego). Kryterium ma następującą postać ... gdzie mnożna naprężenia zredukowanego ... zawiera amplitudę naprężenia stycznego ... , amplitudę ... i wartość średnią ... naprężenia normalnego działających w płaszczyźnie krytycznej. Mnożnik zawiera miarę nieproporcjonalności obciążenia H. Biorąc pod uwagę fakt różnej wrażliwości materiałów na nieproporcjonalność obciążenia, równanie zawiera również dane materiałowe t-1 - granicę zmęczenia na skręcanie, b-1 - granicę zmęczenia na zginanie. Zgodność wyników obliczeń z wynikami uzyskanymi eksperymentalnie została zweryfikowana na 67 danych zaczerpniętych z literatury. Zgodność ta w większości przypadków jest satysfakcjonująca.