Evaluation Methodology of Axial-Torsional Low-Cycle Fatigue Tests and its Verification by FEM

Abstract

The master thesis deals with the proposal of a methodology for the evaluation of axial-torsional low-cycle fatigue tests. First, the current state of the art including recommended standards for multiaxial fatigue testing is described. The classic evaluation procedure considers the constant value of shear stress along the thickness of the specimen. The methodology has been validated using the finite element method in Ansys software considering the material properties of an aluminium alloy manufactured by selective laser melting technology. Then, all the equations used in the methodology were implemented into Python code and applied to other fatigue test data. The proposed methodology provides a more accurate evaluation of the axial-torsional fatigue data, which is very important for subsequent computational fatigue analysis.

Diplomová práce se zabývá návrhem metodiky vyhodnocování axiálně-torzních nízkocyklových únavových zkoušek. Nejprve je popsán současný stav řešené problematiky včetně doporučených norem pro víceosé únavové testování. Klasický postup hodnocení uvažuje konstantní hodnotu smykového napětí po tloušťce vzorku. Metodika byla ověřena pomocí metody konečných prvků v software Ansys s uvažováním materiálových vlastností hliníkové slitiny vyrobené technologií selektivního laserového tavení. Poté byly všechny rovnice použité v metodice implementovány do kódu v jazyce Python a aplikovány na další data únavových testů. Navržená metodika poskytuje přesnější vyhodnocení dat axiálně-torzní únavy, což je velmi důležité pro následnou výpočtovou únavovou analýzu.