Area and point approaches in fatigue life evaluation under combined bending and torsion loading

Abstract

We present a new nonlocal approach to nonuniform stress distribution, consisting in reduction of stresses to representative local ones in the critical plane for fatigue life calculation. The shear and normal stresses are averaged in two overlapping areas of different sizes on the critical plane. The proposed method is compared with the point (in critical distance) method and both are verified by fatigue tests under combined bending and torsion. Verification is done for the experimental and calculated fatigue lives with use of two multiaxial fatigue failure criteria.

Представлен новый нелокальный подход к неравномерному распределению напряжений, который заключается в приведении напряжений к представительным локальным напряжениям в критической плоскости при расчете усталостной долговечности. Касательные и нормальные напряжения усредняются по двум перекрывающимся площадям различного размера, находящихся в критической плоскости. Проведено сравнение предлагаемого метода с точечным методом (по критическому расстоянию), выполнена проверка обоих методов при испытаниях на усталость в условиях совместного нагружения при изгибе и кручении. Проверка осуществлялась по полученным экспериментальным и расчетным значениям усталостной долговечности с применением двух критериев усталостного разрушения при сложном напряженном состоянии.