ارايه يك مدل كرنش پايه بهبود يافته براي محاسبه عمر خستگي چندمحوري فلزات

A New Strain Based Model for Predicting Multiaxial Fatigue Life of Metals

قطعات و سازه‌هاي مهندسي در بسياري از موارد تحت بارگذاري‌هاي سيكلي قرار گرفته و دچار خستگي چندمحوري مي‌شوند. در زمينه محاسبه عمر خستگي در حالت چندمحوري، معيارها و مدل‌هاي زيادي با قابليت‌هاي متفاوت ارايه شده اند. انتخاب مدل براي محاسبه عمر خستگي چندمحوري با توجه به جنس، نوع بارگذاري و شرايط عملكردي هر يك از سازه‌هاي مهندسي، يكي از چالش‌هاي مطرح در فرايند محاسبه عمر است. در اين مقاله، قابليت چند معيار كرنش پايه مهم براي محاسبه عمر خستگي چندمحوري مورد بررسي، مقايسه و ارزيابي قرار گرفته است. سپس بر اساس شناخت مزيت‌ها و ضعف‏هاي معيارهاي مورد بررسي، يك معيار صفحه بحراني بهبوديافته، مناسب براي انواع بارگذاري‏هاي متناسب و نامتناسب، شده است. براي اين مطالعه از داده‌هاي مربوط به آزمايش‏هاي واماندگي خستگي نمونه‌هاي فولادي NCM??? تحت بارگذاري‏هاي محوري-پيچشي استفاده شده است. اين داده‌ها در قالب داده‏هاي مربوط به تنش، دامنه كرنش و عمر خستگي هستند. از قياس نتايج تجربي و عمر محاسبه شده با استفاده از مدل بهبوديافته، قابليت آن در تخمين عمر خستگي مورد ارزيابي قرار گرفته است.

Engineering structures are usually exposed to cyclic multiaxial loading and subsequently to multiaxial fatigue. Different models and criteria with various capabilities have been proposed for predicting of multiaxial fatigue life. Selection of proper model by considering material, type of loading and operation condition of each engineering structure is a challenging issue of the life prediction process. In this paper, capability of some critical strain-based models for predicting the fatigue life are evaluated and compared. Then, based on the advantages and disadvantages of the investigated models, a new model is presented. In this study, experimental fatigue data for SNCM630 samples under axial-torsional loading are used which is available in the literature. Results are compared to experimental data in order to validate the accuracy and capability of the new model in prediction of the fatigue life.