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Previsione della durata a fatica su provino SAE utilizzando un approccio combinato di fatica oligociclica e meccanica della frattura

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Page 6 1. Nature of Fatigue 1.1. Historical review The problem of components that fail at low nominal stresses but in situations of variable loading, started to worry engineers over a hundred and fifty years ago. This is illustrated by the fact that in 1828 W. A. J. Albert tested welded mine hoist chains with variable loading [6]; between 1850 and 1865, both Hodgkinson and Fairbairn carried out repeated bending test on beams, Fairbairn using a mechanism actuated by a water wheel to apply repeatedly a load to the centre of an about 6.5m long wrought iron built-up girder. The beam broke statically under a central load of 120 kN, but Fairbairn found repeated loads of only 30 kN would eventually cause failure. In 1840 Rankine noted the characteristic brittle appearance of material of material that had experienced a repeated load. Thus, the general feeling was that the continual application of a load had in some way exhausted the ability of the material to carry the load, therefore the word Fatigue was adopted to describe such failure. The work in Germany of August Wöhler [7], starting in the 1850s and motivated by railway axle failure, began the first developments of design strategies for avoiding fatigue failure. He tested irons, steels, and other metals under bending, torsion, and axial loads. More detailed studied following Wöhler's expanded his work: Gerber investigated the influence of the mean stress, and Goodman proposed a simplified theory concerning mean stresses. Their names are still associated with diagrams involving alternating and mean stress. Other important steps in the fatigue design history are the following: in the 1920s Gough and associates contributed heavily to the understanding of fatigue mechanisms. They also showed the combined effects of bending and torsion (multiaxial fatigue).In the 1920s Griffith published the results of his theoretical calculation and experiments on brittle fracture using glass. In 1929/1930 Haigh presented his rational explanation of the difference in the response of tensile strength steel and of mild steel to fatigue when notches are present. Almen correctly explained the good improvements by compressive stresses produced in the surface layers of peened parts and promoted the use of peening and other processes that produce beneficial self-stresses. Horger showed that surface rolling can prevent the growth of cracks. In 1937 Neuber introduced stress gradient effects at notches and the elementary block concept (average stress over a small volume at the notch root). Many brittle fractures in welded structures (tankers, ships) motivated substantial efforts concerning pre-existing defects in the form of cracks and the influence of stress concentration. In 1945 Miner, following the suggestion of Palmgreen, formulated a linear cumulative fatigue damage criterion. Irwin (1957) introduced the intensity factor KI, which has been accepted as the basis of linear elastic fracture mechanics (LEFM) and of fatigue crack growth life prediction. In the early 1960s low cycle strain controlled fatigue behaviour became prominent with the Manson-Coffin relationship between plastic strain amplitude and fatigue life These ideas are the basis for current notch strain fatigue analysis. Paris in the early 1960s showed that fatigue crack growth rate da dN could be described using the stress intensity factor range DKI. Il problema del cedimento per fatica di componenti meccanici è stato evidenziato da più di un secolo e mezzo. Le prime sperimentazioni in tale ambito sono
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Previsione della durata a fatica su provino SAE utilizzando un approccio combinato di fatica oligociclica e meccanica della frattura

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Informazioni tesi

  Autore: Massimo Acciarini
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1993-94
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Meccanica
  Relatore: P.davoli, Derekgillibrand
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 224

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Parole chiave

meccanica della frattura
verifica a fatica

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