Periyodik aşırı yüklerin 2024-Al alaşımında yorulma çatlak ilerleme hızına etkisi

Bu çalışmada sabit genlikli yükleme sırasında uygulanan periyodik çekme aşırı yüklerinin 2024-T3 alüminyum alaşımının yorulma çatlak ilerleme hızına etkisi incelenmiştir. Testler, yük kontrollü olarak R=0.1 gerilme oranında ve OLR=1.7 aşırı yük gerilme oranında yapılmıştır. 1, 5, 10, 50 ve 100 aşırı yükleri (OL) periyodik olarak 1000, 5000 ve 10000 sabit genlikli çevrim aralıklarında uygulanmıştır. Kırık yüzeylerde oluşan yorulma çizgileri ve aşırı yük bantlarından yük etkileşim bilgilerini elde etmek için taramalı elektron mikroskobu ile fraktografik incelemeler yapılmıştır. Yük etkileşimleri nedeniyle aşırı yük testlerinde yorulma çatlak ilerleme hızında gecikme oluşmaktadır. 1000 ve 5000 sabit genlikli çevrim sayılarında aşırı yük sayınsın artışı ile çatlak ilerleme hızı artmaktadır. Ancak, 10000 sabit genlik çevrim aralığı için aşırı yük sayısının belirli bir değere kadar artışı ile çatlak ilerleme hızı yavaşlamakta daha sonra aşırı yük sayısının artışı ile hızlanmaktadır.

The effect of block overloading on the fatigue crack growth of 2024-T3 Al alloy

Effects of the periodic block tensile overloading on the fatigue crack growth behavior of for 2024-T3 aluminum alloy were studied. The tests were carried out at constant load conditions with load ratio R=0.1 and fixed overload ratio, OLR=1.7. During the periodic overload tests, 1, 5, 10, 50 and 100 overloads (0L) were periodically superimposed on 1000, 5000 and 10000 constant amplitude load cycles (BL). The retardation is reduced with increasing the number of overloads for 1000 and 5000 BL cycles. However, it is increased with increasing number of overloads up to a specific number and then decreased for 10000 BL cycles. Fractographic observations were carried out to obtain information on the load interaction from the fatigue striations and from the overload bands by using scanning electron microscope (SEM).

PDF

___

1. Pommier, S., De Freitas, M., 2002, “Effect on fatigue crack growth of interactions between overloads” Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, 25(7), 709-722
2. Vardar, O., Yıldırım, N., 1990, “Crack growth retardation due to intermittent overloads” Int J Fatigue, 12, 283-287
3. Sadananda, K., Vasudevan, A.K., Holtz, R.L., Lee, E.U., 1999, “Analysis of overload effects and related phenomena” International Journal of Fatigue, 21, 233-246
4. Tur, Y., Vardar, O., 1996, “Periodic Tensile Overloads in 2024-T3 Al-Alloy Engineering Fracture Mechanics, 53, 69-77
5. Borrego, L.P., Costa, J.M., Ferreira, J.M., 2005, “Fatigue Crack Growth in thin Aluminum Alloy Sheets under Loading Sequences with Periodic Overloads” Thin-Walled Structures, 43, 772-788
6. Skorupa, M., 1998, “Load Interaction Effects During Fatigue Crack Growth under Variable Amplitude Loading” Fatigue & Fract. of Engng. Mater. & Struct, 21, 987-1006
7. Hammouda, M.M.I., Ahmad, S.S.E., Selem, M.H. ve Sallam H.E.M., 1998 “Fatigue crack growth due to two successive single overloads” Fatigue Fract Engng Mater Struct., 21, 1537–1547
8. Turan, D., Yıldırım, B., Karcı, A., Baklacıoglu, T., Kale R., 2005, “Single and periodic overload effects on fatigue crack growth behaviour of 2024-T3 alloy” Ankara International Aerospace Conference, Ankara, Turkey
9. Karcı, A., Turan, D., 2006, “Fatigue crack growth under periodic block tensile overloading” The 12th International Conference on Machine Design and Production, Turkey
10. Roberta, A., 1985, “Standart test method for constant-load-amplitude fatigue crack growth rates above 10-8 mm/cycle” ASTM E-647, Anual Book of ASTM Standarts Metals Test Methods and Analytical Procedures, (03.01), 739-759