INFLUENCE OF LOCAL FATIGUE DAMAGE ON THE FATIGUE CRACK PROPAGATION RATE

Authors

  • Михайло Віталійович Карускевич
  • Олена Юріївна Корчук
  • Сергій Вікторович Щепак

DOI:

https://doi.org/10.18372/0370-2197.2(83).13692

Keywords:

fatigue crack, deformation relief, damage parameter, crack nucliation stage, fatigue crack propagation rate

Abstract

Implementation of Damage Tolerance concept requires knowledge of the damages evolution regularities. Before the crack starts propagation the nucleation stage occurs, accompanied by the evolution of some physical and mechanical properties. It was proved early by the set of experiments that deformation relief emerged as a result of cyclical loading can be considered as a quantitative indicator of the accumulated fatigue damage. To the constructional material exhibiting emerging and development of deformation relief could be referred well known aluminium alloys D16AT, V95, 2024T3, 7075T6. The deformation relief on the surface of mentioned materials has been studied by the methods of light microscopy, electron scan microscopy, profilometry, etc. Fatigue crack nucleates at the area of the increased stresses, for example close to the hole for rivet. The moment of a crack emerging is influenced by the different factors mostly accidental. The local fatigue damage at the moment of crack emerging can be different. In this connection the relation of fatigue crack propagation rate and local accumulated damage has been studied. As a quantitative characteristic of the accumulated fatigue damage the parameter of the deformation relief intensity has been used. This parameter is calculated as a ratio of the surface area with signs of micro plastic deformation to the total observed by light microscope area. The area of controlled surface was equal to the area of circle with diameter 0.3 mm. As a result of fatigue tests the close correlation was found between the intensity of deformation relief and fatigue crack propagation rate. This correlation is most strong for the initial stage of fracture, which has the biggest duration. Thus, it can be concluded that the local fatigue damage accumulated at the stage of crack nucleation affects further crack propagation.

References

Басов В.Н. Типизированная программа нагружения крыла тяжелого транспорт-ного самолета / В.Н.Басов , Г.И.Несторенко , Г.И.Стрижиус // Труды ЦАГИ. Выпуск 2642. –2001.–С.26–34 .

Броек Д. Основы механики разрушения / Д. Броек– М.: Высшая школа, 1980–368 с.

Пат. 3470 Україна, МПК G 01 N 3/32. Спосіб визначення залишкового ресурсу елементів конструкцій за станом деформаційного рельєфу поверхні плакуючого шару / Ігнатович С. Р., Карускевич М. В., Карускевич О. М.; заявник та патентовласник Націо-нальний авіаційний університет. – № 2004031792; заявл. 11.03.04; опубл. 15.11.04, Бюл. № 11.

Карускевич М.В. Неруйнівний контроль втомного пошкодження алюмінієвих конструкційних сплавів / М.В.Карускевич, А.М.Овсянкін, Т.П.Маслак, С.В.Щепак // Тео-рія і практика неруйнівного контролю металів і конструкцій. Львів.Збірник наукових праць .– 2008–Випуск 13.– С.266-271.

Карускевич М.В. Оцінка довговічності плакованих алюмінієвих сплавів при аси-метричному циклічному навантаженні / М.В.Карускевич, А.Д.Погребняк, Т.П.Маслак, С.В.Щепак // Вісник Національного авіаційного університету. – 2009. - № 2. – С. 52-56.

Karuskevich M. Non destructive optical method under full-scale aircraft testing as a method of fatigue life prediction / M.Karuskevich, T.Maslak ,S.Shcheрak // Aviation in the XXI-st Century” [«Safety in Aviation and Space Technologies»]- 2010: the 4 world congress, 21-23 September 2010. – K., 2010. - P.13.21-13.24.

Karuskevich M. Exstrusion / intrusion structures as quantitative indicators of accumu-lated fatigue damage / M.Karuskevich, O.Karuskevich, S.Shcheрak // XV-ICMFM – 2010: XV intern. colloquium “Mechanical Fatigue of Metals”, 13-15 September 2010.: abstract. – Opole, Poland, 2010.– P. 27.

Карускевич М.В. Вимоги до діагностичних параметрів при неруйнівному контролі втоми еле-ментів авіаційних конструкцій / М.ВКарускевич, О.Ю.Корчук, С.В.Щепак А.А.Капустинський // Вісник Національного авіаційного університету. – 2011. – № 2. – С. 110 – 114.

Карускевич М.В. Методологія визначення відпрацювання ресурсу літальних апа-ратів за параметрами деформаційного рельєфу поверхні конструктивних елементів: ди-сертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук / Карускевич Михайло Віталійович. – Київ–2012.– 305 с.

Published

2019-06-01

Issue

Section

Проблеми тертя та зношування