An engineering model for low cycle fatigue life based on a partition of energy and micro-crack growth

Este documento proporciona algunos resultados experimentales del crecimiento de grietas de ciclo bajo desde la muesca pasante artificial en muestras cilíndricas tubulares de un acero inoxidable ferrítico. Las pruebas se llevaron a cabo en compresión de tensión simétrica a 300 °C. El modelo de Tomkins utilizado a menudo para las pruebas de LCF bajo plasticidad significativa no pudo explicar los resultados de la variación en la longitud de la grieta ni la variación en los parámetros de carga. Se propone un modelo de ingeniería basado en una partición de la densidad de energía en densidad de energía de distorsión plástica y apertura elástica – dilatación positiva - densidad de energía para el agrietamiento predominante en modo I bajo fatiga de ciclo bajo. Esta energía se calcula utilizando un modelo constitutivo con endurecimiento cinemático no lineal. Se espera que esta partición refleje el conocimiento de los mecanismos de agrietamiento a nivel microscópico. Se supone que la dependencia funcional es la misma para la longitud de la grieta y cada contribución de energía. Se puede obtener una buena descripción de las pruebas de crecimiento de grietas tanto para la tasa como para la variación de la longitud de la grieta con el número de ciclos. La integración a partir de un tamaño de grano puede dar una estimación de la vida útil de las muestras lisas. Se muestra la influencia del número de cálculos del ciclo para un modelo completo con endurecimiento isotrópico no lineal para ilustrar la robustez del modelo.