DOI: https://doi.org/10.20535/2305-9001.2013.68.36143

MODELS OF ULTIMATE STATE UNDER COMBINED LOADING WITH CYCLIC TENSION-COMPRESSION AND CYCLIC TORSION

В. П. Голуб

Abstract


The exact and approximate variations of ultimate state models of isotropic metallic materials under combined loading with cyclic tension – compression and cyclic torsion have been suggested. The relation between ultimate amplitudes of direct and shear stresses in exact models is given by the exponential transcendental functions. The approximate variations of the models have been obtained from the exact models by the expansion of the exponential transcendental functions in series and the containment of two or three series terms of the expansion. The models have been approved experimentally on problems of the ultimate state calculation of solid prismatic and thin-walled tubular specimens. The models of ultimate state proposed are compared with those constructed on the basis of classic fracture criteria.

Keywords


solid cylindrical specimens; thin-walled tubular specimens; biaxial combined loading; cyclic tension-compression; cyclic torsion; fatigue failure; models of limiting state; classic fracture criteria.

References


Forrest P. Ustalost’ metallov [Fatigue of metals]: Per. s angl. pod red. S.V.Serensena. Мoskow: Маshinostroenie, 1968, 352 p.

Heyvud R.B. Proektirovanije s uchetom ustalosti [Design taking into account fatigue]: Per. s angl. pod red. chl.-kor. АN SSSR I.F.Obrazcova. Moscow: Маshinostroenie, 1969, 504 p.

Serensen S.V., Kogajev V.P., Shneiderovich R.М., Nesushhaja sposobnost' i raschety detalej mashin na prochnost' [Bearing ability and calculations of details of cars on durability]. Мoskow: Маshinostroenie, 1975, 488 p.

Gough H.J., Pollard H.V., The strength of metals under combined alternating stress. Proc. Inst. Mech. Engrs, 1937. Vol. 131, pp. 3-18.

Gough H.J., Pollard H.V., Properties of some materials for cast crankshafts, with special reference to combined alternating stresses // Proc. Inst. Automobile Engrs, 1937. Vol. 31, pp. 821-893.

Serensen S.V. Ob uslovijah prochnosti pri peremennyh nagruzkah dlja ploskogo i obyemnogo naprjazhennogo sostojanija [About durability conditions at variable loadings for a flat and volume tension]: Inzh. sbornik, 1941. Vol 1, no. 1, рр. 3-12.

Birger I.А. Uslovija ustalostnoj prochnosti pri slozhnom naprjazhennom sostojanii. Prochnost' aviadvigatelej [Conditions of fatigue durability at a difficult tension. Durability of aircraft engines]: Sb. statey pod red. S.B.Serensena. Мoskow: Oborongiz, 1952, no 7, рр. 130-163.

Golub V.P., Krizhanovsky V.I., K ocenke predel'nogo sostojanija materialov pri asimmetrichnom mnogociklovom nagruzhenii [To an assessment of a limit condition of materials at asymmetric multi-cycle loading]: Probl. prochnosti, 1994, no 4, рр. 3-15.

Golub V.P., Krizhanovsky V.I., K ocenke predel'nogo sostojanija materialov pri asimmetrichnom ciklicheskom nagruzhenii i slozhnom naprjazhennom sostojanii [To an assessment of a limit condition of materials at asymmetric cyclic loading and a difficult tension]: Prikl. mehanika, 1995. – Vol 31, no 2, рр. 67-79.

Tanaka K., Matsuoka S., The strength of JIS SNCM8 steel under combined alternating stresses. Advances in Research, on the Strength and Fracture of Materials. 4th Conf. on Fracture, 1978. Vol. 23, pp. 1161-1168.

Panfilov Yu.А., Opisanie predel'nogo sostojanija pri peremennoj dvuhosnoj naprjazhennosti i ego primenenie v raschetah. 1. Prostoe nagruzhenie [The description of a limit condition at variable biaxial intensity and its application in calculations]. Probl. prochnosti, 1981, no 1, рр. 49-56.


GOST Style Citations


1. Форрест П. Усталость металлов // Пер. с англ. под ред. С.В.Серенсена. – М.: Машиностроение, 1968. – 352 с.


2. Хейвуд Р.Б. Проектирование с учетом усталости / Пер. с англ. под ред. чл.-кор. АН СССР И.Ф.Образцова. – М.: Машиностроение, 1969. – 504 с.


3. Серенсен С.В. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность / С.В.Серенсен, В.П.Когаев, Р.М.Шнейдерович // Руководство и справочное пособие под ред. С.В.Серенсена. – М.: Машиностроение, 1975. – 488 с.


4. Gough H.J. The strength of metals under combined alternating stress / H.J.Gough, H.V.Pollard // Proc. Inst. Mech. Engrs, 1937. – Vol. 131, pp. 3-18.


5. Gough H.J. Properties of some materials for cast crankshafts, with special reference to combined alternating stresses / H.J.Gough, H.V.Pollard // Proc. Inst. Automobile Engrs, 1937. – Vol. 31, pp. 821-893.


6. Серенсен С.В. Об условиях прочности при переменных нагрузках для плоского и объемного напряженного состояния // Инж. сборник, 1941. – Том 1, вып. 1. – С. 3-12.


7. Биргер И.А. Условия усталостной прочности при сложном напряженном состоянии. Прочность авиадвигателей // Сб. статей под ред. С.В.Серенсена. – М.: Оборонгиз, 1952. – №7. – С. 130-163.


8. Голуб В.П. К оценке предельного состояния материалов при асимметричном многоцикловом нагружении / В.П.Голуб, В.И.Крижановский // Пробл. прочности, 1994. – № 4. – С. 3-15.


9. Голуб В.П. К оценке предельного состояния материалов при асимметричном циклическом нагружении и сложном напряженном состоянии / В.П.Голуб, В.И.Крижановский // Прикл. механика, 1995. – Том 31, № 2. – С. 67-79.


10. Tanaka K. The strength of JIS SNCM8 steel under combined alternating stresses / K.Tanaka, S.Matsuoka // Advances in Research, on the Strength and Fracture of Materials. 4th Conf. on Fracture, University of Waterloo, 1977, Pergamon Press, 1978. Vol. 23, pp. 1161-1168.


11. Панфилов Ю.А. Описание предельного состояния при переменной двухосной напряженности и его применение в расчетах. Сообщ. 1. Простое нагружение / Ю.А.Панфилов // Пробл. прочности, 1981. – № 1. – С. 49-56.





Copyright (c) 2020 Journal of Mechanical Engineering NTUU "Kyiv Polytechnic Institute"