ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
The Prediction of the Fatigue Strength with Regard to the Statistical Size Effect310 fatigue tests in the range for alternating stresses were performed with smooth and notched round bar specimens (Fig. 5 and Table 3) of different size. The 30 (20) tests of each series were fatigued at two stress levels with constant maximum root stress σ1 max and σ2 max. At each stress level, the probability of fracture (Eq. 11) had been determined. The test results are shown in Table 2. The evaluation of the test results was made on the basis of a two-parametric-Weibull-equation (Eq. 2) which can be derived by the theory of extreme value statistics. In the case of a non-uniform-stress-field (notched specimens), Eq. 2 is replaced by Eq. 6. The stress-integral (Eq. 6b) was numerically calculated for the different shapes of the specimens used. The value of the stress-integral A can also be obtained by Eq. 10 with an accuracy better than 11%. The Eqs. 7, 8 and 9 were used to calculate and predict test results. To show the error which arises by the application of the Eqs. 7, 8 and 9, the fatigue stress at 50% probability of fracture was calculated and compared with the experimental results. If the results of only one test series are used to calculate the fatigue strength of all the other series, the mean deviation is 5%, the maximum observed deviation is 14,1% (Table 5). If all the results are used to determine the constants of the two-parametric-Weibull-equation (Eq. 16), all the test results can be predicted with an accuracy better than 5,7%.In cases of homogeneous materials and mainly linear elastic stress-strain relationship, the two-parametric-Weibull-equation therefore is very well suited to describe the size effect in fatigue (Fig. 6).
Notes:
Es wurden 310 Zug-Druck-Dauerschwingversuche im reinen Wechsellastbereich an glatten und gekerbten Rundproben unterschiedlicher Größe (11 Probeserien) im Übergangsgebiet des Wöhlerfeldes durchgeführt. Die Auswertung der Versuche erfolgte unter Zugrundelegung der statistischen Fehlstellentheorie. Die beiden Konstanten des zweiparametrigen Weibullansatzes wurden für jede Probenserie bestimmt. Der Vergleich zwischen experimentellem und berechnetem Wert wurde jeweils für die Dauerfestigkeit mit einer Bruchwahrscheinlichkeit von 50% vorgenommen. Verwendet man zur Vorhersage die Ergebnisse nur einer Probeserie, so können die. Ergebnisse der anderen Probeserien mit einem mittleren Fehler von 5% (max. 14,1%) berechnet werden. Legt man alle experimentellen Ergebnisse der Vorhersage zugrunde, so verringert sich der mittlere Fehler auf 3,2% (max. 5,7%). Die statistische Fehlstellentheorie kann daher für querschnittshomogene Werkstoffe im Übergangsgebiet des Wöhlerfeldes mit sehr gutem Ergebnis zur Beschreibung des Größeneinflusses herangezogen werden.
Additional Material:
7 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19820130408
