Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Moradi,Mehdi Shirani,Mohammad Mashayekhi
مهران مرادی غریبوند (استاد راهنما) مهدی شیرانی (استاد راهنما) محمد مشایخی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Javad Amirian
جواد امیریان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Assessment of Different Methods for Notch Effect Prediction on Fatigue Life of HSLA100 Steel and Comparison with Experimental Results
A part with an unchanging cross-sectional area under the load has uniform and homogeneous stress and strain distribution. Any type of notch existence or sudden changes in cross-section causes inhomogeneous distribution of stress and strain. Typically, fatigue failure of an element arises where the stress level rises due to the stress concentration effect such as a notch on a surface. Notch is usually defined as a geometric discontinuity. Notch may be introduced either by design or by the manufacturing process. A hole in a component is an example of a design notch. Material and fabrication defects such as weld defects, inclusions, casting defects, or machining marks are notches which are introduced due to the manufacturing process. The present paper investigates the effect of notch on the fatigue life of the HSLA100 steel which is widely applicable in the marine industry. HSLA is a type of alloy steel that provides better mechanical properties or greater resistance to corrosion compared to carbon steel . HSLA steels are not made to meet a specific chemical composition but rather to specific mechanical properties and as a result, they are different from other kinds of steels. The main goal of this research is to compare different methods of predicting fatigue life of notched HSLA100 specimens and find which ones yield better results. Experimental were conducted on the smooth and notched specimen and mechanical properties and S-N curve were obtained. Rotating bending fatigue tests were conducted on cylindrical specimens according to ASTM E 466. A constant load is applied perpendicular to the specimens which is rotated at 50 Hz. Fourteen smooth specimens and twelve notched specimens were tested. The finite-element software used in the present investigation was not capable of directly modelling the stress amplitude distribution in an axisymmetric specimen under rotating bending. However, by superimposing suitably weighted FEA stress distributions from bending about the y- and z-axes, the stress amplitude distribution in rotating bending can be readily obtained. Based on the obtained experimental S-N curve for smooth specimens and modelling the stress amplitude distribution of rotating cylindrical notched specimen, S-N curves for notched specimens were predicted by Weibull's weakest-link, Peterson, Neuber, stress gradient and critical distance methods. The S-N curves and fatigue stress concentration factor were obtained of all methods and compared with experimental result and weakest-link theory was selected best method in terms of the availability of the required materials data, the predictive capability, and the compatibility with FEA stresses. Key words Fatigue life, Weakes t-link theory, Notch, Steel HSLA100, Modelling, Predictive capability
گسیختگی خستگی غالبا در یک فاق موجود در سطح ماده، جایی که به علت تمرکز تنش، سطح تنش افزایش یافته است، رخ می دهد. فاق به عنوان یک ناپیوستگی هندسی تعریف می شود که ممکن است بوسیله طراحی، مانند ایجاد یک سوراخ، یا بوسیله خرابی های ناشی از فرایند تولید ماده، مانند ناخالصی ها، نقائص جوشکاری و ریخته گری، یا علائم ماشینکاری بوجود آید. این پایان نامه به بررسی اثر فاق در عمر خستگی فولاد HSLA100 که دارای ویژگی های منحصر به فرد می باشد و عمدتا در صنایع دریایی استفاده می شود، می پردازد. تست های تجربی بر روی نمونه های استوانه ای ساده و فاقدار این فولاد انجام شده و مشخصات مکانیکی و هم چنین نمودار نمونه ساده و نمونه فاقدار بدست آمده اند. سپس توسط نظریه ضعیف‌ترین عضو که روشی آماری و تحلیلی است و نظریه های دیگر که عمدتا بر اساس آزمایشات تجربی هستند ( پترسون، نیوبر، تغییرات تنش، فاصله بحرانی) عمر خستگی نمونه فاقدار بدست می آید. نمودار های و ضریب تمرکز تنش خستگی توسط تمامی روش ها بدست آمده و با داده های حاصل از آزمایش مقایسه شده است و نظریه ضعیف‌ترین عضو از نظر سازگار بودن با آنالیز المان محدود، دقت پیش بینی، و در دسترس بودن پارامتر های مورد نیاز به عنوان مناسب ترین روش برای ارزیابی خستگی نمونه فاقدار انتخاب شده است. کلمات کلیدی: عمر خستگی، نظریه ضعیف‌ترین عضو، فاق، فولاد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی