Cyclic stress-strain response and fatigue life of metals in low amplitude region

• Published in: Materials science and engineering 1973-01, Vol.11 (6), p.345-356
• Main Authors: Lukáš, P, Klesnil, M
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0025-5416
• DOI: 10.1016/0025-5416(73)90125-0

Cyclic stress-strain curves, fatigue life curves, shape and area of hysteresis loops, and dislocation substructures were investigated on polycrystalline copper and copper-31% zinc specimens cycled with constant plastic strain amplitudes in low amplitude, high cycke region ( N > 10 5 cycles to fracture). In particular, the aim was (1) to determine how far a cyclic mechanical equation of state can be applied for Cu (way slip materil) and for CuZn (planar slip material) in this low amplitude region, (2) to determine to what extent the dislocation substructures depend on the prior deformation history and (3) to check the validity of the semi-empirical relations between the plastic parameters and the number of cycles to fracture, which are often used for high amplitude cycling, in the low amplitude region. Le comportement sous sollicitation cyclique du cuivre polycristallin et d'un alliage de cuivre à 31% de zinc a été étudié dans le domaine des faibles amplitudes de déformation plastique et des grands nombres de cycles (plus de 10 5 cycles jusqu'à la rupture), au moyen d'essais à déformation imposée. Les courbes effort-déformation et les courbes d'endurance, la forme et l'aire des cycles d'hystérésis, ainsi que les sous-structures de dislocations ont été examinées. Le but des ces essais était notamment (1) de voir dans quelle mesure l'on pouvait appliquer une équation d'état du comportement mécanique cyclique au cuivre (métal à glissement sinueux) et à l'alliage CuZn (métal à glissement planaire), (2) de déterminer jusqu'à quel point les sousstructures des dislocations dépendent de l'histoire de déformation antérieure, et (3) de voir si les relations empiriques entre les paramètres plastiques et le nombre de cycles jusqu'à rupture, que l'on utilise souvent dans le domaine des cycles de forte amplitude, sont encore valables dans le domaine des amplitudes faibles. Die zyklischen Spannung-Dehnungkurven, die Lebensdauerkurven, die Form und die Fläche der Hysterese-Schleifen und die Versetzungs-struktur, wurden in vielkristallinen Proben aus Cu and Cu-31% Zn; die mit den konstanten plastichen Dehnungsamplituden im Bereich der Lastspielzahl zum Bruch N > 10 5 beansprucht wurden, untersucht. Das Ziel der Untersuchung war (1) festzustellen, wie weit eine zyklische mechanische Zustandsgleichung für Cu (wellenhafte Abgleitung) und für Cu-31%Zn (ebene Abgleitung) im Bereich der niedrigen Amplituden benützt werden kann, (2) festzustellen, wie die Versetzungsstruktur von