Effect of stress cycle asymmetry on fatigue crack growth

• Published in: Materials science and engineering 1972, Vol.9, p.231-240
• Main Authors: Klesnil, M, Lukáš, P
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0025-5416
• DOI: 10.1016/0025-5416(72)90038-9

The effect of stress cycle asymmetry on fatigue crack rate and on the conditions for a crack not to propagate was studied on sheet steel specimens with a sharp central notch. The asymmetry influences both the crack rate and the threshold values of the stress intensity factor. In both these cases the dependence on the asymmetry was expressed quantitatively. Further, the effect of sudden changes in the amplitude of the stress intensity factor and the asymmetry of cycle on the crack rate is discussed on the basis of the properties of the plastic zone ahead of the crack tip. Les auteurs ont examiné l'influence d'une asymétrie du cycle de contrainte sur la vitesse de fissuration en fatigue et les conditions de non-propagation d'une fissure. L'étude a été faite au moyen d'éprouvettes plates d'acier, à entaille centrale très aiguë. L'asymétrie influence à la fois la vitesse de fissuraton et la valeur-seuil du facteur d'intensité de contrainte. Pour ces deux effets, le auteurs donnent une expression quantitative pour l'influence de l'asymétrie. Ils discutent d'autre part de l'effet, sur la vitesse de fissuration, de modifications bursques de l'amplitude de variation du facteur d'intensité de contrainte dans un cycle. Ils considèrent pour cela les propriétés de la zone plastique qui se forme à l'avant du front de la fissure. Der Einfluß einer Asymmetrie der Spannungszyklen auf die Wachstumsgeschwindigkeit von Ermüdungsrissen und auf die Bedingungen, unter denen sich die Risse nicht ausbreiten wurde in Stahlblechen mit kräftiger, zentraler Kerbe untersucht. Die Asymmetrie beeinflußt sowohl die Geschwindigkeit des Rißwachstums als auch die Schwellwerte des Spannungsintensitätsfktors. Für beide Fälle wird die Abhängigkeit von der Asymmetrie quantitativ ausgedrückt. Außerdem wird der Einfluß einer plötzlichen Änderung der Amplitude des Spannungsintensitätsfaktors und der Asymmetrie der Zyklen auf die Geschwindigkeit des Rißwachstums diskutiert. Dabei werden besonders die Eigenschaften der plastichen Zone von der Rißspitze betrachtet.