Fatigue crack propagation characteristics of rubbery materials under variable amplitude loading
Fatigue crack propagation characteristics of rubbery materials under variable amplitude loading
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变幅载荷下橡胶材料疲劳裂纹扩展特性
DOI：
10.1016/j.rinp.2018.05.043
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发表时间：
2018-09
影响因子：
5.3
通讯作者：
Xiao Ang Liu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiao Li Wang;Mei Ying Liao;You Xu;Xiao Ang Liu
疲劳失效是橡胶部件在使用过程中经常遇到的一个关键问题。在这项工作中，使用边缘切口纯剪切样本在变幅载荷下进行了疲劳裂纹扩展实验，这在实验时间上带来了有效性。基于测量的裂纹长度与循环次数的离散数据，提出了一种处理离散数据的替代方法，并与恒幅加载中使用的两种传统方法进行了比较。三种方法的比较表明，割线法和增量多项式法不适用，而所提出的一种幂函数方法更适合表征橡胶材料的裂纹扩展特性。然后根据确定的幂函数计算裂纹扩展速率（每个周期的裂纹扩展长度），建立填充天然橡胶材料的疲劳寿命预测模型，并应用于计算单轴张力脉动载荷下哑铃试件的疲劳寿命。计算的疲劳寿命与哑铃试样的测量寿命之间的一致性验证了所提出的处理裂纹长度与循环次数的分散测量数据的数据处理方法。
Fatigue failure is a critical issue frequently encountered by the rubber components in service. In this work fatigue crack propagation experiments with an edge-notched pure shear specimen under variable amplitude loading, which brings effectiveness in experiment time, are carried out. Based on the dispersed data of measured crack lengths versus number of cycles, an alternative method for dealing with the dispersed data is proposed and compared with two conventional methods used in constant amplitude loading. The comparisons of the three types of methods shows that the secant method and the incremental polynomial method are not applicable whereas the proposed method with one power function is superior to characterize the crack propagation characteristics of rubbery materials. The crack propagation rate (crack propagation length per cycle) is then calculated from the determined power function, and a fatigue life prediction model for filled natural rubbery materials is established as well as applied to calculate the fatigue life of dumbbell specimens under uniaxial tension fluctuating loading. The consistence between the calculated fatigue lives and the measured lives of the dumbbell specimens validates the proposed data processing method for dealing with the dispersed measured data of crack length versus number of cycles.
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DOI：
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发表时间：
2003
期刊：
Journal of Mechanical Strength
影响因子：
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作者：
Jia Fayong
通讯作者：
Jia Fayong
DOI：
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发表时间：
2001
期刊：
Journal of Mechanical Strength
影响因子：
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作者：
Meng Xianhong
通讯作者：
Meng Xianhong
DOI：
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发表时间：
2009-07
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
A. Zehnder
通讯作者：
A. Zehnder
影响因子：
3.4
作者：
A. Thomas
通讯作者：
A. Thomas
DOI：
10.1046/j.1460-2695.2003.00678.x
发表时间：
2003-09-01
影响因子：
3.7
作者：
Mars, WV;Fatemi, A
通讯作者：
Fatemi, A