Creep in low endurance fatigue of mild steel

Abstract

An analytical solution, based on non-linear beam theory, has been derived to compute the cyclic values of the J contour integral in beam specimens subjected to load cycling and fatigue crack growth above the yield point where large deflections due to cyclic creep occur. The solution has been applied to the particular case of the contoured DCB specimen. When the shear force and rotation at the crack tip were considered the agreement between the computed and the experimental cyclic creep deflection, due to fatigue crack growth on the contoured DCB specimen, were good. The cyclic value of J, ΔJ, was found to be dependent, among other factors, on the cyclic creep properties of the material obtained in load-cycling tests on plain cylindrical specimens. The agreement between the computed ΔJ values and the experimental ones were also good.

Résumé

Une solution analytique basée sur la théorie des poutres non linéaires a été établie pour calculer la valeur cyclique de l'intégrale de contour J dans les poutres sujettes à charge cyclique et à propagation de fissure de fatigue au delà de la limite élastique lorsque des déflections importantes, dues à un fluage cyclique, se présentent. La solution a été appliquée au cas particulier d'éprouvette double Cantilever. Lorsque la force de cisaillement et la rotation à l'extrémité de la fissure sont prises en considération, on a trouvé un bon accord entre la déflection de fluage cyclique calculée et la déflection de fluage cyclique expérimentale due à la croissance de la fissure de fatigue dans l'éprouvette DCB. La valeur cyclique de J, ΔJ a été trouvée dépendante parmi d'autres facteurs des propriétés de fluage cyclique du matériau obtenues lors d'essais de charge cyclique sur des éprouvettes cylindriques pleines. L'accord entre les valeurs de ΔJ calculées et les valeurs expérimentales a également été trouvé satisfaisant.