Life time assessment of an aluminum alloy under complex low cycle fatigue loading* Translated title: Lebensdauerabschätzung für eine Aluminiumlegierung unter komplexer Ermüdungsbeanspruchung bei geringen Lastwechseln

Abstract

This publication presents an expression for the equivalent strain based on fatigue tests under complex strain state. The respective aluminum alloy was tested under a very low number of cycles. The criterion uses the critical plane determined according to the material kind function. The determined equivalent amplitude for complex proportional and non-proportional loading states is included into the scatter band of the same coefficient for simple loading states. The model based on the proposal by Carpinteri for determination of the critical plane position under a complex strain state can be a useful tool for fatigue life assessment in the case of a very low number of cycles. The expression for the equivalent strain includes both the normal and shear strain histories on the critical plane with suitable weight functions. The determined equivalent amplitude for complex proportional and non-proportional loading states is also included into the scatter band of the same coefficient for simple loading states.

Kurzfassung

Der vorliegende Beitrag präsentiert einen mathematischen Ausdruck für die Äquivalenzdehnung basierend auf Ermüdungsversuchen unter komplexen Dehnungszuständen. Die entsprechende Aluminiumlegierung wurde bei einer sehr geringen Anzahl von Lastwechseln geprüft. Das Kriterium verwendet die kritische Ebene, die anhand der Materialtypfunktion bestimmt wird. Die so bestimmte Äquivalenzamplitude für die komplexen proportionalen und nicht-proportionalen Beanspruchungszustände wurde in einem Streuband für denselben Koeffizienten bei einfachen Beanspruchungszuständen berücksichtigt. Das auf dem Ansatz von Carpinteri zur Bestimmung der Position der kritischen Ebene unter einem komplexen Dehnungszustand basierende Modell kann ein nützliches Werkzeug für die Abschätzung der Ermüdungslebensdauer im Falle sehr niedriger Lastwechselzahlen sein. Der Ausdruck für die Äquivalenzdehnung beinhaltet beides, die Normal- und die Scherdehnungshistorien auf die kritische Ebene mit geeigneten Gewichtungsfunktionen. Die bestimmte Äquivalenzamplitude für die komplexen proportionalen und die nicht-proportionalen Beanspruchungszustände ist ebenfalls in dem Streuband für dieselben Koeffizienten bei einfachen Beanspruchungszuständen eingeschlossen.