Development of fatigue test technology of sheet automobile materials
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144524Ключові слова:
fatigue tests, cyclic life, automobile structural materials, current sample deflectionАнотація
Ensuring the operability of the cars’ parts and components is one of the most topical problems in the modern automotive industry. Most of the car parts are under cyclic loads leading to materials’ destruction. Therefore, one of the important factors affecting the performance of products is the fatigue strength of the material. In this paper, the existing methods of fatigue tests are analyzed, their advantages and disadvantages are presented. The methodology of fatigue tests of sheet automobile materials was developed. The main idea of this methodology is that it enables to study the fatigue of sheet automobile materials based on single-plane pure bending. This scheme is very close to the conditions of the actual load of car body structural elements. The results of the study of fatigue strength obtained using this methodology allow studying the kinetics of the failure process, fixing the beginning of macrofailure, crack growth rate and, as a consequence, maintainability of the structure.
Comparative tests enable to determine the material that best meets the operating requirements and provides the reduction of the failure rate of the car metal structures.
In this paper, important characteristics of fatigue strength were obtained for a number of automobile structural steels 08kp and 20kp: service life to complete failure, fatigue limit, period to fatigue crack nucleation and rate of further propagation and, as a consequence, maintainability of the structure. So, for example, the number of cycles for 08kp steel to complete failure (262,000 cycles) and the period to fatigue crack nucleation (82,000 cycles) is greater, and the rate of further growth (5.38.10-5 mm/cycle) is lower than for 20kp steel (174,000, 68,000 cycles and 8.86.10-5 mm/cycle, correspondingly). Although these parameters were obtained at higher stress (265 MPa) for 08kp steel against only 235 MPa for 20kp steel. This explains the operating advantage of 08kp steel against 20kp steel in the process of car design.
The obtained data enable to prevent failure of structural elements and parts under cyclic loads at the stage of car maintenance, and as a consequence, to increase the car operation safety, and to reduce the cost of repairПосилання
- Terent'ev, V. F. (2013). Ustalost' vysokoprochnyh metallicheskih materialov. Moscow: IMET RAN – CIAM, 515.
- Bunatyan, G. V. (2010). Krepezhnye izdeliya. Perspektivy – v konsolidacii. Metizy, 01 (22), 12–15.
- Filippov, A. A., Pachurin, G. V., Naumov, V. I., Kuz’min, N. A. (2016). Low-Cost Treatment of Rolled Products Used to Make Long High-Strength Bolts. Metallurgist, 59 (9-10), 810–817. doi: https://doi.org/10.1007/s11015-016-0177-y
- Galkin, V. V. (2014). Strukturno-deformacionnaya ocenka uprochneniya metalla v mnogooperacionnyh processah holodnogo deformirovaniya. Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya, 8, 13–20.
- Pachurin, G. V., Shevchenko, S. M., Mukhina, M. V., Kutepova, L. I., Smirnova, J. V. (2016). The Factor of Structure and Mechanical Properties in the Production of Critical Fixing Hardware 38XA. Tribology in Industry, 38 (3), 385–391.
- Pachurin, G. V., Vlasov, V. A. (2014). Mechanical Properties of Sheet Structural Steels at Operating Temperatures. Metal Science and Heat Treatment, 56 (3-4), 219–223. doi: https://doi.org/10.1007/s11041-014-9735-8
- Galkin, V. V. (2014). K voprosu mikrostrukturnoy ocenki raspredeleniya plasticheskih deformaciy metalla holodno-vysazhennyh krepezhnyh izdeliy. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo. Obrabotka materialov davleniem, 8, 11–14.
- Gurov, V. D., Vladimirov, A. G. (2005). Uluchshenie kachestva krepezhnyh izdeliy i snizhenie raskhoda metalla pri proizvodstve. Stal', 12, 52–54.
- Novikov, I. I., Zolotorevskiy, V. S., Portnoy, V. K., Belov, N. A., Livanov, D. V., Medvedeva, S. V. et. al. (2009). Metallovedenie. Vol. 1. Moscow: Izdatel'skiy Dom MISiS, 496.
- Pachurin, G. V., Shevchenko, S. M., Filippov, A. A., Mukhina, M. V., Kuzmin, N. A. (2018). Defining rolled metal performance for cold bolt upsetting (bolt head). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 327, 032040. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/327/3/032040
- Romanovskaya, E. V. (2014). Sozdanie novogo produkta na osnove sobstvennyh NIOKR. Vestnik of Minin University, 1.
- Furuya, Y. (2013). Visualization of internal small fatigue crack growth. Materials Letters, 112, 139–141. doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2013.09.015
- Furuya, Y., Matsuoka, S. (2003). The Effect of Modified-ausforming on Giga-cycle Fatigue Properties in Si-Mn Steels. Tetsu-to-Hagane, 89 (10), 1082–1089. doi: https://doi.org/10.2355/tetsutohagane1955.89.10_1082
- Estrin, Y., Vinogradov, A. (2013). Extreme grain refinement by severe plastic deformation: A wealth of challenging science. Acta Materialia, 61 (3), 782–817. doi: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.10.038
- Lukáš, P., Kunz, L., Navrátilová, L., Bokůvka, O. (2011). Fatigue damage of ultrafine-grain copper in very-high cycle fatigue region. Materials Science and Engineering: A, 528 (22-23), 7036–7040. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.06.001
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 German Pachurin, Diana Goncharova, Alexey Filippov, Sofia Shevchenko, Mariia Mukhina, Nikolay Kuzmin, Viktor Pachurin, Yury Matveyev, Lubov Kutepova, Zhanna Smirnova
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.