Experimental evaluation of plastic wake on growing fatigue cracks from the analysis of residual displacement fields

• J.M. Vasco-Olmo ^[1] ; A. Camacho-Reyes ^[1] ; F.A. Díaz ^[1] ; F.A. Antunes ^[2] ; M.N. James ^[3]
  1. [1] Universidad de Jaén

     Universidad de Jaén

     Jaén, España

     
  2. [2] Universidade de Coimbra

     Universidade de Coimbra

     Coimbra (Sé Nova), Portugal

     
  3. [3] Plymouth University

     Plymouth University

     Reino Unido

     

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• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 3 (comunicaciones 5th Iberian Conference on Structural Integrity), 2022, págs. 3-8
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Una grieta por fatiga da lugar a una estela de material que previamente se ha deformado de forma plástica. En este trabajo se lleva a cabo la cuantificación experimental del resto o estela plática generada durante el crecimiento de grieta por fatiga analizando los campos de desplazamientos residuales en las inmediaciones del vértice de la grieta empleando correlación digital de imágenes. Se propone una metodología novedosa basada en la aplicación de un criterio de fluencia empleando el estado sin dañar de la probeta como el estado de referencia en el tratamiento de las imágenes. El resto plástico se ha cuantificado a partir de la diferenciación de los campos de desplazamientos residuales obtenidos para un nivel de carga lo más cerca posible de cero para evitar cualquier movimiento de sólido rígido. La extensión del resto plástico se ha obtenido asumiendo que el límite entre las regiones elástica y plástica ocurre cuando la tensión equivalente es mayor de la tensión de fluencia del material. En vista de los autores, los resultados obtenidos en el presente trabajo pueden contribuir a un mayor entendimiento de los mecanismos que gobiernan la propagación de grieta por fatiga.

  • English

    A growing fatigue crack gives rise to a wake of material that has previously deformed plastically. In this work the plastic wake generated during fatigue crack growth is experimentally quantified by analysing the crack tip displacement fields measured with digital image correlation. A novel methodology based on applying a yield criterion is proposed by using the undamaged state of the specimen as a reference state in the image processing. The plastic wake was quantified from the differentiation of the residual displacement fields obtained for a load level as close to zero as possible in order to avoid any rigid body motion. The plastic wake extent was found by assuming that the boundary between the elastic and plastic regions would occur when the equivalent stress was higher than the yield stress of the material. The results presented can contribute to a better understanding of the mechanisms driving fatigue crack propagation.