Published October 3, 2016
| Version v1
Publication
Open
A unified rule to estimate multiaxial elastoplastic notch stresses and strains under in-phase proportional loadings
Creators
- 1. Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro
- 2. Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará
Description
Several methods can be used to estimate elastoplastic (EP) notchtip stresses and strains from linear elastic calculations, providing EP stress and strain concentration factors. For uniaxial load histories, Neuber's and Glinka's rules are perhaps the most used. For non-proportional multiaxial histories, such corrections require incremental plasticity calculations to correlate stresses and strains at the notch root, a quite challenging task. However, for in-phase proportional multiaxial histories, where the principal directions do not change and the load path in a stress diagram follows a straight line, approximate methods can be used without requiring an incremental approach. Most of these methods are based on Neuber's rule, so they usually result in conservative predictions, especially in plane strain-dominated cases associated with sharp notches. In this work, a Unified Notch Rule (UNR) is proposed for uniaxial and in-phase proportional multiaxial histories. The UNR can reproduce Neuber's or Glinka's rules, interpolate their notch-tip behaviors, or even extrapolate them for notches with increased constraint. Moreover, the UNR also allows a non-zero normal stress perpendicular to the free-surface. The proposed method predictions are compared with elastoplastic Finite Element calculations on notched shafts. KEYWORDS. Multiaxial fatigue; In-phase proportional loadings; Unified Notch Rule; Finite Element.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن استخدام العديد من الطرق لتقدير إجهادات الشق البلاستيكي (EP) والإجهادات من الحسابات المرنة الخطية، مما يوفر إجهاد EP وعوامل تركيز الإجهاد. بالنسبة لتاريخ الحمل أحادي المحور، ربما تكون قواعد نيوبر وجلينكا هي الأكثر استخدامًا. بالنسبة للتاريخ متعدد المحاور غير المتناسب، تتطلب هذه التصحيحات حسابات اللدونة المتزايدة لربط الضغوط والسلالات عند جذر الشق، وهي مهمة صعبة للغاية. ومع ذلك، بالنسبة للتواريخ متعددة المحاور النسبية في الطور، حيث لا تتغير الاتجاهات الرئيسية ويتبع مسار الحمل في مخطط الإجهاد خطًا مستقيمًا، يمكن استخدام طرق تقريبية دون الحاجة إلى نهج تدريجي. تعتمد معظم هذه الأساليب على قاعدة نيوبر، لذلك عادة ما تؤدي إلى تنبؤات متحفظة، خاصة في الحالات التي يهيمن عليها الإجهاد المستوي المرتبط بالثلم الحاد. في هذا العمل، تم اقتراح قاعدة الشق الموحدة (UNR) للتاريخ متعدد المحاور التناسبي أحادي المحور وفي الطور. يمكن أن يعيد المعهد الوطني للبحوث استنساخ قواعد نيوبر أو غلينكا، أو استيفاء سلوكيات طرف الشق، أو حتى استقراءها بحثًا عن الشقوق مع قيود متزايدة. علاوة على ذلك، يسمح IRN أيضًا بإجهاد طبيعي غير صفري عمودي على السطح الحر. تتم مقارنة تنبؤات الطريقة المقترحة بحسابات العناصر المحدودة المرنة على الأعمدة المحززة. الكلمات المفتاحية. التعب متعدد المحاور ؛ التحميل النسبي في الطور ؛ قاعدة الشق الموحدة ؛ العنصر المحدود.Translated Description (French)
Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour estimer les contraintes et les déformations de l'encoche élastoplastique (EP) à partir de calculs élastiques linéaires, fournissant des facteurs de contrainte et de concentration de déformation EP. Pour les historiques de charge uniaxiale, les règles de Neuber et Glinka sont peut-être les plus utilisées. Pour les histoires multiaxiales non proportionnelles, de telles corrections nécessitent des calculs de plasticité incrémentiels pour corréler les contraintes et les déformations à la racine de l'encoche, une tâche assez difficile. Cependant, pour les histoires multiaxiales proportionnelles en phase, où les directions principales ne changent pas et le chemin de charge dans un diagramme de contrainte suit une ligne droite, des méthodes approximatives peuvent être utilisées sans nécessiter une approche incrémentielle. La plupart de ces méthodes sont basées sur la règle de Neuber, de sorte qu'elles aboutissent généralement à des prédictions prudentes, en particulier dans les cas à prédominance de déformation plane associés à des entailles nettes. Dans ce travail, une règle d'entaille unifiée (UNR) est proposée pour les histoires multiaxiales uniaxiales et proportionnelles en phase. L'UNR peut reproduire les règles de Neuber ou de Glinka, interpoler leurs comportements d'entaille, ou même les extrapoler pour les entailles avec une contrainte accrue. De plus, l'UNR permet également une contrainte normale non nulle perpendiculairement à la surface libre. Les prédictions de méthode proposées sont comparées aux calculs d'éléments finis élastoplastiques sur des arbres entaillés. MOTS-CLÉS. Fatigue multiaxiale ; Charges proportionnelles en phase ; Règle d'entaille unifiée ; Élément fini.Translated Description (Spanish)
Se pueden utilizar varios métodos para estimar las tensiones y deformaciones elastoplásticas (EP) en la punta de la muesca a partir de cálculos elásticos lineales, proporcionando factores de concentración de tensión y deformación EP. Para los historiales de carga uniaxial, las reglas de Neuber y Glinka son quizás las más utilizadas. Para historias multiaxiales no proporcionales, tales correcciones requieren cálculos de plasticidad incremental para correlacionar tensiones y deformaciones en la raíz de la muesca, una tarea bastante desafiante. Sin embargo, para historias multiaxiales proporcionales en fase, donde las direcciones principales no cambian y la trayectoria de carga en un diagrama de tensión sigue una línea recta, se pueden utilizar métodos aproximados sin requerir un enfoque incremental. La mayoría de estos métodos se basan en la regla de Neuber, por lo que generalmente dan como resultado predicciones conservadoras, especialmente en casos planos dominados por la tensión asociados con muescas afiladas. En este trabajo, se propone una Regla de muesca unificada (UNR) para historias multiaxiales proporcionales uniaxiales y en fase. La UNR puede reproducir las reglas de Neuber o Glinka, interpolar sus comportamientos de punta de muesca o incluso extrapolarlas para muescas con mayor restricción. Además, la UNR también permite una tensión normal distinta de cero perpendicular a la superficie libre. Las predicciones del método propuesto se comparan con los cálculos elastoplásticos de elementos finitos en ejes con muescas. PALABRAS CLAVE. Fatiga multiaxial; Cargas proporcionales en fase; Regla de muesca unificada; Elemento finito.Files
1801.pdf
Files
(22 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5a2bce9d53f443761357fef4f5674ca7
|
22 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- قاعدة موحدة لتقدير إجهادات وسلالات الشق اللدائني المرن متعدد المحاور تحت الأحمال النسبية في الطور
- Translated title (French)
- Une règle unifiée pour estimer les contraintes et les déformations de l'entaille élastoplastique multiaxiale sous des charges proportionnelles en phase
- Translated title (Spanish)
- Una regla unificada para estimar las tensiones y deformaciones de la muesca elastoplástica multiaxial bajo cargas proporcionales en fase
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2527741666
- DOI
- 10.3221/igf-esis.38.17
References
- https://openalex.org/W1968858936
- https://openalex.org/W1972786160
- https://openalex.org/W1995456225
- https://openalex.org/W2007359556
- https://openalex.org/W2010208858
- https://openalex.org/W2051005302
- https://openalex.org/W2128864274
- https://openalex.org/W2166527172