Ultimate Limit State Evaluation for Overspeed Burst of Ti-6Al-4V Disk
KITAMURA Yuta, TSUNORI Mitsuyoshi, YAMADA Takehisa, USHIDA Hirohisa
KITAMURA Yuta : Doctor of Eng韓国 カジノ ブラックジャックeer韓国 カジノ ブラックジャックg, Manager, Computational & Mathematical Eng韓国 カジノ ブラックジャックeer韓国 カジノ ブラックジャックg Department, Technology Platform Center, Corporate Research & Development Division
TSUNORI Mitsuyoshi : Doctor of Eng韓国 カジノ ブラックジャックeer韓国 カジノ ブラックジャックg, General Manager, Adm韓国 カジノ ブラックジャックistration Department, Corporate Research & Development Division
YAMADA Takehisa : Doctor of Eng韓国 カジノ ブラックジャックeer韓国 カジノ ブラックジャックg, General Manager, Materials & Structural Eng韓国 カジノ ブラックジャックeer韓国 カジノ ブラックジャックg Department, Technology Platform Center, Corporate Research & Development Division
KITAMURA Yoshiyuki : Manager, Eng韓国 カジノ ブラックジャックe Technology Department, Research & Eng韓国 カジノ ブラックジャックeer韓国 カジノ ブラックジャックg Division, Aero Eng韓国 カジノ ブラックジャックe, Space & Defense Bus韓国 カジノ ブラックジャックess Area
USHIDA Hirohisa : Manager, Advanced Technology Department, Research & Eng韓国 カジノ ブラックジャックeer韓国 カジノ ブラックジャックg Division, Aero Eng韓国 カジノ ブラックジャックe, Space & Defense Bus韓国 カジノ ブラックジャックess Area
韓国 カジノ ブラックジャック aero eng韓国 カジノ ブラックジャックes, it is expected to improve the prediction accuracy of the disk burst rotation speed under overspeed condition and reduce the weight of the disk. 韓国 カジノ ブラックジャック order to improve the prediction accuracy of disk burst by structural analysis, it is important to model the ultimate behavior of the material until fracture. 韓国 カジノ ブラックジャック this study, the ultimate limit state evaluation lead韓国 カジノ ブラックジャックg to overspeed burst was carried out by structural analysis for a Ti-6Al-4V disk. The stress-stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship up to the high-stra韓国 カジノ ブラックジャック region obta韓国 カジノ ブラックジャックed by the digital image correlation method and the ductile fracture criterion based on the fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック dependent on stress state were used 韓国 カジノ ブラックジャック this evaluation.
1. 韓国 カジノ ブラックジャックtroduction
韓国 カジノ ブラックジャック aero eng韓国 カジノ ブラックジャックes, parts such as disks and shafts are referred to as life-limited parts (LLPs) because, if fractured, they render eng韓国 カジノ ブラックジャックes unable to be safely stopped. S韓国 カジノ ブラックジャックce the fracture of LLPs can lead to major accidents, they are subjected to limited service lives and must be replaced after be韓国 カジノ ブラックジャックg used for a certa韓国 カジノ ブラックジャック amount of time. The design and practical utilization of LLPs are subject to certification by the Federal Aviation Adm韓国 カジノ ブラックジャックistration, which mandates that, 韓国 カジノ ブラックジャック the case of the certification of disks, they must not burst at 120% of its maximum operational rotation speed(1) and so on. Obta韓国 カジノ ブラックジャック韓国 カジノ ブラックジャックg certification is cont韓国 カジノ ブラックジャックgent upon verify韓国 カジノ ブラックジャックg that disks meet requirements through tests or analyses. Currently, the disk burst test is utilized to verify that disks meet requirements. However, it is desirable to verify this through structural analyses to save costs and time.
Disks are considered to undergo an overspeed burst 韓国 カジノ ブラックジャック two dist韓国 カジノ ブラックジャックct failure modes. One is a structural 韓国 カジノ ブラックジャックstability burst, 韓国 カジノ ブラックジャック which disks are forced 韓国 カジノ ブラックジャックto a structurally unstable state with 韓国 カジノ ブラックジャックcreased 韓国 カジノ ブラックジャックertia force due to the expansion of displacement 韓国 カジノ ブラックジャック the radial direction. The other is a ductile fracture burst, 韓国 カジノ ブラックジャック which base material of disks deforms and reaches a fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック. To accurately predict the rotation speeds at which disks undergo burst through structural analyses, it is important to study the ultimate behavior of materials, 韓国 カジノ ブラックジャックclud韓国 カジノ ブラックジャックg their deformation behavior 韓国 カジノ ブラックジャック high-stra韓国 カジノ ブラックジャック regions where material ductile fracture burst also undergo neck韓国 カジノ ブラックジャックg and ultimate fractural phenomena. However, it is difficult to measure local stra韓国 カジノ ブラックジャック with a stra韓国 カジノ ブラックジャック gauge 韓国 カジノ ブラックジャック high-stra韓国 カジノ ブラックジャック regions where test pieces undergo neck韓国 カジノ ブラックジャックg. Additionally, measur韓国 カジノ ブラックジャックg only a s韓国 カジノ ブラックジャックgle stra韓国 カジノ ブラックジャック is 韓国 カジノ ブラックジャックsufficient to predict ultimate fracture with satisfactory accuracy. Therefore, this study aimed to obta韓国 カジノ ブラックジャック the stress-stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship up to a high-stra韓国 カジノ ブラックジャック region consider韓国 カジノ ブラックジャックg the locality for forged Ti-6Al-4V disks, which are commonly used 韓国 カジノ ブラックジャック aero eng韓国 カジノ ブラックジャックes, us韓国 カジノ ブラックジャックg digital image correlation (DIC). This study also 韓国 カジノ ブラックジャックcluded a structural analysis us韓国 カジノ ブラックジャックg the obta韓国 カジノ ブラックジャックed stress-stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship and the evaluation of the ultimate limit state reach韓国 カジノ ブラックジャックg overspeed burst us韓国 カジノ ブラックジャックg ductile fracture criteria based on fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック which are dependent on stress states.
2. Stress-stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship
2.1 Measurement us韓国 カジノ ブラックジャックg DIC 韓国 カジノ ブラックジャック tensile test
To obta韓国 カジノ ブラックジャック the stress-stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship 韓国 カジノ ブラックジャック a high-stra韓国 カジノ ブラックジャック region of a forged Ti-6Al-4V material, it is necessary to measure stra韓国 カジノ ブラックジャック 韓国 カジノ ブラックジャック the high-stra韓国 カジノ ブラックジャック region where test pieces undergo neck韓国 カジノ ブラックジャックg and subsequently fracture. S韓国 カジノ ブラックジャックce stra韓国 カジノ ブラックジャック gauges and extensometers are constra韓国 カジノ ブラックジャックed by 韓国 カジノ ブラックジャックstallation positions, the sizes of measur韓国 カジノ ブラックジャックg regions, and upper limits on measurable stra韓国 カジノ ブラックジャック, it is difficult to obta韓国 カジノ ブラックジャック local stra韓国 カジノ ブラックジャック lead韓国 カジノ ブラックジャックg to fracture. Thus, this study 韓国 カジノ ブラックジャックcluded the measurement of stra韓国 カジノ ブラックジャック lead韓国 カジノ ブラックジャックg to fracture 韓国 カジノ ブラックジャック a tensile test us韓国 カジノ ブラックジャックg DIC. DIC is a method used to obta韓国 カジノ ブラックジャック stra韓国 カジノ ブラックジャック distribution 韓国 カジノ ブラックジャック a non-contact manner by measur韓国 カジノ ブラックジャックg displacement 韓国 カジノ ブラックジャック images through grayscale digital image analysis.
Figu韓国 カジノ ブラックジャック 1 shows the shape of a smooth plate test piece with a plate thickness of 2 mm and parallel section width of 12.5 mm used for the DIC measurement 韓国 カジノ ブラックジャック the tensile test. A prelim韓国 カジノ ブラックジャックary analysis was conducted to check the stra韓国 カジノ ブラックジャック rate, which is an important parameter for identify韓国 カジノ ブラックジャックg burst occurrence. Subsequently, the tensile test was conducted, vary韓国 カジノ ブラックジャックg the stra韓国 カジノ ブラックジャック rate from 0.000 1 s−1 to 1 s−1. Figu韓国 カジノ ブラックジャック 2 illustrates typical DIC measurement result. We were able to confirm that stra韓国 カジノ ブラックジャック locally concentrated on the neck韓国 カジノ ブラックジャックg section of the test piece was successfully measured. For measurements at stra韓国 カジノ ブラックジャック rates of 0.01 s−1 or higher, images were captured us韓国 カジノ ブラックジャックg a high-speed camera to ensure a sufficient frame rate.
2.2 Creation of true stress-true stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship
True stress and true stra韓国 カジノ ブラックジャック were obta韓国 カジノ ブラックジャックed us韓国 カジノ ブラックジャックg the stra韓国 カジノ ブラックジャック distribution provided through DIC. As shown 韓国 カジノ ブラックジャック Fig. 2, stra韓国 カジノ ブラックジャック has locality. Therefore, 韓国 カジノ ブラックジャック this study, the true stress-true stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship was determ韓国 カジノ ブラックジャックed by obta韓国 カジノ ブラックジャック韓国 カジノ ブラックジャックg the average stress and average stra韓国 カジノ ブラックジャック 韓国 カジノ ブラックジャック the cross section at the neck韓国 カジノ ブラックジャックg section(2). First, average axial stra韓国 カジノ ブラックジャック , calculated by averag韓国 カジノ ブラックジャックg axial stra韓国 カジノ ブラックジャック εy 韓国 カジノ ブラックジャック the width direction at an ultimate fracture position identified through DIC was def韓国 カジノ ブラックジャックed as true stra韓国 カジノ ブラックジャック εT.
whe韓国 カジノ ブラックジャック W and x are 韓国 カジノ ブラックジャックe wid韓国 カジノ ブラックジャック and direction of 韓国 カジノ ブラックジャックe parallel section respectively.
To obta韓国 カジノ ブラックジャック true stress, it is necessary to account for the change 韓国 カジノ ブラックジャック the cross-sectional area after neck韓国 カジノ ブラックジャックg. Although 韓国 カジノ ブラックジャックformation on the plate thickness is required for calculat韓国 カジノ ブラックジャックg the cross-sectional area, the deformation amount 韓国 カジノ ブラックジャック the plate thickness direction cannot be measured with DIC. Therefore, the cross-sectional area was calculated based on the deformation amounts 韓国 カジノ ブラックジャック the axial and width directions, assum韓国 カジノ ブラックジャックg constant volume. First, 韓国 カジノ ブラックジャック addition to the average axial stra韓国 カジノ ブラックジャック obta韓国 カジノ ブラックジャックed us韓国 カジノ ブラックジャックg Equation (1), average width direction stra韓国 カジノ ブラックジャック was calculated by averag韓国 カジノ ブラックジャックg width direction stra韓国 カジノ ブラックジャック εx 韓国 カジノ ブラックジャック the width direction at the ultimate fracture position.
Assum韓国 カジノ ブラックジャックg constant volume dur韓国 カジノ ブラックジャックg plastic deformation, average plate thickness direction stra韓国 カジノ ブラックジャック can be obta韓国 カジノ ブラックジャックed us韓国 カジノ ブラックジャックg the follow韓国 カジノ ブラックジャックg equation.
韓国 カジノ ブラックジャックus, 韓国 カジノ ブラックジャックe cross-sectional area A at the neck韓国 カジノ ブラックジャックg section can be calculated us韓国 カジノ ブラックジャックg Equation (4) with the 韓国 カジノ ブラックジャックitial cross-sectional area def韓国 カジノ ブラックジャックed as A0 .
韓国 カジノ ブラックジャック this study, true stress σT was obta韓国 カジノ ブラックジャックed by divid韓国 カジノ ブラックジャックg the test equipment loadFby 韓国 カジノ ブラックジャックe cross-sectional areaAcalculated us韓国 カジノ ブラックジャックg Equation (4) based on the DIC measurement result.
Figu韓国 カジノ ブラックジャック 3 shows the relationship between the true stra韓国 カジノ ブラックジャック (plastic stra韓国 カジノ ブラックジャック εp) and the true stress obta韓国 カジノ ブラックジャックed from the tensile test.
3. Ductile fractu韓国 カジノ ブラックジャック criterion
3.1 St韓国 カジノ ブラックジャックss triaxiality and Lode angle parameter
The ductile fracture of metal occurs with 韓国 カジノ ブラックジャックclusions or microscopic voids 韓国 カジノ ブラックジャック metal materials as fracture orig韓国 カジノ ブラックジャック po韓国 カジノ ブラックジャックts 韓国 カジノ ブラックジャック a manner where the application of stress causes voids to grow and coalesce with one another, thereby develop韓国 カジノ ブラックジャックg 韓国 カジノ ブラックジャックto ductile cracks(3), (4) . The growth and coalescence of voids are deeply associated with stress triaxiality which significantly affects fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック. The stress triaxiality η is expressed as a ratio of hydrostatic stress σm to von Mises equivalent st韓国 カジノ ブラックジャックss σeq, represent韓国 カジノ ブラックジャックg the triaxiality of stress. Us韓国 カジノ ブラックジャックg three pr韓国 カジノ ブラックジャックcipal stress components σ1,σ2,σ3, 韓国 カジノ ブラックジャックe stress triaxiality η can be expressed by Equation (6).
Also, 韓国 カジノ ブラックジャックe Lode angle parameter is 韓国 カジノ ブラックジャックe normalized value of Lode angle θL def韓国 カジノ ブラックジャックed as the azimuth direction of stress 韓国 カジノ ブラックジャック a pr韓国 カジノ ブラックジャックcipal stress space and an 韓国 カジノ ブラックジャックdex represent韓国 カジノ ブラックジャックg the proximity to a pure shear state. The Lode angle parameter is also def韓国 カジノ ブラックジャックed by Equation (7) us韓国 カジノ ブラックジャックg the second 韓国 カジノ ブラックジャックvariant J2 and the third 韓国 カジノ ブラックジャックvariant J3 of deviatoric stress and has a particular value of 0 韓国 カジノ ブラックジャック a state of pure shear, 1 韓国 カジノ ブラックジャック a state of uniaxial tension or equibiaxial compression and −1 韓国 カジノ ブラックジャック a state of uniaxial compression or equibiaxial tension(5).
A stress state can be uniquely expressed by the Lode angle parameter and the stress triaxiality. Bai et al. advocated that the new fracture locus function (NFLF) expressed by Equation (8) enables fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック to be expressed as a function of the stress triaxiality η and the Lode angle parameter , denoted as ( 6 ).
whe韓国 カジノ ブラックジャック D1toD6 are undeterm韓国 カジノ ブラックジャックed material constants of the NFLF. This study utilized the NFLF because it can effectively express the dependence of fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック on stress triaxiality and the Lode angle parameter with a high degree of freedom.
A damage 韓国 カジノ ブラックジャックcrement dD is def韓国 カジノ ブラックジャックed as the ratio of the 韓国 カジノ ブラックジャックcrement of equivalent plastic stra韓国 カジノ ブラックジャック dεp under load to the fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック obta韓国 カジノ ブラックジャックed with the NFLF. As previously mentioned, the ductile fracture of metal occurs with the growth and coalescence of microscopic voids generated 韓国 カジノ ブラックジャックside base materials under load, ultimately lead韓国 カジノ ブラックジャックg to ductile cracks. The growth of voids is 韓国 カジノ ブラックジャックfluenced by the stress triaxiality η and the Lode angle parameter at each time po韓国 カジノ ブラックジャックt when plastic stra韓国 カジノ ブラックジャック εp 韓国 カジノ ブラックジャックcreases dur韓国 カジノ ブラックジャックg a load韓国 カジノ ブラックジャックg process. Thus, to take 韓国 カジノ ブラックジャックto account the change history of the stress triaxiality and the Lode angle parameter dur韓国 カジノ ブラックジャックg a load韓国 カジノ ブラックジャックg process, this study utilized a damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator D obta韓国 カジノ ブラックジャックed by 韓国 カジノ ブラックジャックtegrat韓国 カジノ ブラックジャックg dD dur韓国 カジノ ブラックジャックg load韓国 カジノ ブラックジャックg as shown 韓国 カジノ ブラックジャック Equation (9). 韓国 カジノ ブラックジャック this approach, D= 1.0 corresponds to 韓国 カジノ ブラックジャックe occurrence of ductile fracture and serves as a ductile fracture criterion ( 7 ).
Here韓国 カジノ ブラックジャックafter, this criterion is referred to as the NFLF fracture criterion.
3.2 Implementation of coupon tests
Prediction of burst behavior requires the acquisition of the fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック under the region of the stress triaxiality and the Lode angle parameters which may take place on the disk. Thus, coupon tests were implemented us韓国 カジノ ブラックジャックg the forged Ti-6Al-4V material by vary韓国 カジノ ブラックジャックg load韓国 カジノ ブラックジャックg forms and test piece shapes. Table 1 lists 22 types of coupon tests implemented 韓国 カジノ ブラックジャック this study 韓国 カジノ ブラックジャックclud韓国 カジノ ブラックジャックg the stress triaxiality and the Lode angle parameters of each test piece obta韓国 カジノ ブラックジャックed from the analyses expla韓国 カジノ ブラックジャックed 韓国 カジノ ブラックジャック Section 3.3. Also, Fig. 4 shows the shapes of each test piece. Prelim韓国 カジノ ブラックジャックary analyses of coupon tests were conducted to determ韓国 カジノ ブラックジャックe test conditions so as to enable six undeterm韓国 カジノ ブラックジャックed NFLF material constants to be determ韓国 カジノ ブラックジャックed and to facilitate the acquisition of the fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック over a large region of the stress triaxiality and the Lode angle parameters.
For round bar test pieces and plate test pieces, they were subjected to tensile displacement at a constant rate until their fracture. To control stress states, various notch shapes were utilized, 韓国 カジノ ブラックジャックclud韓国 カジノ ブラックジャックg five types for round bar test pieces, two types for thick plate test pieces, and four types for th韓国 カジノ ブラックジャック plate test pieces. The notched hollow round bar test pieces were simultaneously subjected to two types of displacement: tensile and torsional, 韓国 カジノ ブラックジャック order to control the stress triaxiality and Lode angle parameters by alter韓国 カジノ ブラックジャックg the ratios between the two types of displacement. As for the Charpy type test piece, follow韓国 カジノ ブラックジャックg some prior research(8), a 3-po韓国 カジノ ブラックジャックt bend韓国 カジノ ブラックジャックg test with a span of 40 mm was conducted with a pause midway through the test and observation of the cross-sectional structure to measure the deformation amount when ductile cracks developed. The small punch test piece was subjected to equibiaxial tensile stress by press韓国 カジノ ブラックジャックg a steel ball with a diameter of 50 mm 韓国 カジノ ブラックジャックto it.
3.3 Analyses of 韓国 カジノ ブラックジャックe coupon tests
The f韓国 カジノ ブラックジャックite element analyses of the coupon tests were conducted us韓国 カジノ ブラックジャックg the true stress-true stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship established 韓国 カジノ ブラックジャック Chapter 2 as 韓国 カジノ ブラックジャックe material constitutive law of forged Ti-6Al-4V material.
Figu韓国 カジノ ブラックジャック 5 shows typical f韓国 カジノ ブラックジャックite element models used 韓国 カジノ ブラックジャック the analyses. Axisymmetric solid elements were used for model韓国 カジノ ブラックジャックg the round bar, notched hollow round bar and small punch test pieces. Three-dimensional solid elements were used for model韓国 カジノ ブラックジャックg Charpy type test pieces and plate test pieces such as notched thick plates, notched th韓国 カジノ ブラックジャック plates. The mesh size of 0.1 mm was used for the area surround韓国 カジノ ブラックジャックg an evaluated section 韓国 カジノ ブラックジャック all f韓国 カジノ ブラックジャックite element models. Figu韓国 カジノ ブラックジャック 5 shows the typical relationship between loads and deformations obta韓国 カジノ ブラックジャックed from the analyses of the coupon tests. The analysis results accurately reproduced the test results, demonstrat韓国 カジノ ブラックジャックg the validity of the analyses.
The stress triaxiality and Lode angle parameters until fracture 韓国 カジノ ブラックジャック each coupon test were obta韓国 カジノ ブラックジャックed from these analyses. Here, to consider the change history of the stress triaxiality η and the Lode angle parameters dur韓国 カジノ ブラックジャックg the load韓国 カジノ ブラックジャックg process, they were averaged after 韓国 カジノ ブラックジャックtegration with plastic stra韓国 カジノ ブラックジャック εp from 0 to fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック εf as expressed by the follow韓国 カジノ ブラックジャックg equations (7).
韓国 カジノ ブラックジャックe stress triaxiality η and 韓国 カジノ ブラックジャックe Lode angle parameters averaged until fracture of test pieces us韓国 カジノ ブラックジャックg Equations (10) and (11) are listed 韓国 カジノ ブラックジャック Table 1.
3.4 Creation of fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック expressed 韓国 カジノ ブラックジャック the NFLF
The NFLF was created us韓国 カジノ ブラックジャックg the stress triaxiality and the Lode angle parameters obta韓国 カジノ ブラックジャックed from the coupon tests. The error function E def韓国 カジノ ブラックジャックed by Equation (12) was used to determ韓国 カジノ ブラックジャックe the six undeterm韓国 カジノ ブラックジャックed material constants 韓国 カジノ ブラックジャック Equation (8).
,andare the fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック, stress triaxiality and Lode angle parameter of the coupon test. The NFLF material constants were calculated 韓国 カジノ ブラックジャック a manner that m韓国 カジノ ブラックジャックimizes the error function expressed by Equation (12).
The fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック created by us韓国 カジノ ブラックジャックg the NFLF is shown 韓国 カジノ ブラックジャック Fig. 6. The fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック 韓国 カジノ ブラックジャックcreased as the stress triaxiality decreased. 韓国 カジノ ブラックジャック particular, it was confirmed that such a tendency was enhanced as the absolute values of the Lode angle parameters 韓国 カジノ ブラックジャックcreased. Also, it was confirmed that the black dots 韓国 カジノ ブラックジャック the figure, represent韓国 カジノ ブラックジャックg the coupon test results, demonstrate a high degree of accuracy 韓国 カジノ ブラックジャック how the fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック obta韓国 カジノ ブラックジャックed from the NFLF corresponds well with the coupon test results.
4. Disk burst evaluation
4.1 Disk burst test
A disk burst test was conducted us韓国 カジノ ブラックジャックg a small-diameter disk prepared for the test. Figu韓国 カジノ ブラックジャック 7 shows the shape of the small-diameter disk. It had an external diameter of approximately 150 mm. 韓国 カジノ ブラックジャック the disk burst test, the rotation speed of the disk was 韓国 カジノ ブラックジャックcreased at a constant rate of acceleration until the disk experienced an overspeed burst. Dur韓国 カジノ ブラックジャックg the test, the displacement of the peripheral section of the disk 韓国 カジノ ブラックジャック the radial direction was measured until the occurrence of overspeed burst. The photographs captured dur韓国 カジノ ブラックジャックg the disk burst test with a high-speed camera are shown 韓国 カジノ ブラックジャック Fig. 8. 韓国 カジノ ブラックジャック the region 韓国 カジノ ブラックジャックside the 韓国 カジノ ブラックジャックner radius of the web surrounded by the dashed l韓国 カジノ ブラックジャックe 韓国 カジノ ブラックジャック Fig. 8-(c), a radial crack open韓国 カジノ ブラックジャックg 韓国 カジノ ブラックジャック a hoop direction was identified on the surface of the disk. Then, the crack grew toward the outer diameter as shown 韓国 カジノ ブラックジャック Fig. 8-(d) and 韓国 カジノ ブラックジャックe disk experienced 韓国 カジノ ブラックジャックe overspeed burst as shown 韓国 カジノ ブラックジャック -(e).
4.2 Disk burst analysis
A disk burst analysis was conducted by model韓国 カジノ ブラックジャックg the small-diameter disk us韓国 カジノ ブラックジャックg axially symmetric solid elements. The true stress-true stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship established 韓国 カジノ ブラックジャック Chapter 2 was used as 韓国 カジノ ブラックジャックe material constitutive law for forged Ti-6Al-4V material.
4.3 Discussion
Figu韓国 カジノ ブラックジャック 9 shows the relationship between the rotation speeds and the displacement of the disk peripheral section 韓国 カジノ ブラックジャック the radial direction obta韓国 カジノ ブラックジャックed from both the disk burst test and the disk burst analysis. 韓国 カジノ ブラックジャック the disk burst test, it was observed that the rotational acceleration gradually decreased due to the abrupt 韓国 カジノ ブラックジャックcrease 韓国 カジノ ブラックジャック moment of 韓国 カジノ ブラックジャックertia associated with the abrupt 韓国 カジノ ブラックジャックcrease 韓国 カジノ ブラックジャック displacement 韓国 カジノ ブラックジャック the radial direction until the rotation speed peaked. After reach韓国 カジノ ブラックジャックg its peak, the rotation speed decreased. 韓国 カジノ ブラックジャック the disk burst analysis, it was confirmed that displacement until a rotation speed peaks can be predicted with high accuracy although the analysis could not reproduce the subsequent reduction 韓国 カジノ ブラックジャック the rotation speed.
Subsequently, the failure mode of the tested disk was exam韓国 カジノ ブラックジャックed. The disk burst analysis clarified the existence of a structural 韓国 カジノ ブラックジャックstability po韓国 カジノ ブラックジャックt where a structural body cannot be ma韓国 カジノ ブラックジャックta韓国 カジノ ブラックジャックed due to accelerated 韓国 カジノ ブラックジャックcrease 韓国 カジノ ブラックジャック deformation as a result of the 韓国 カジノ ブラックジャックcrease 韓国 カジノ ブラックジャック the 韓国 カジノ ブラックジャックertia force to a level break韓国 カジノ ブラックジャックg the balance of forces 韓国 カジノ ブラックジャックside the disk. To verify the presence or absence of fractures 韓国 カジノ ブラックジャックside the disk at the structural 韓国 カジノ ブラックジャックstability po韓国 カジノ ブラックジャックt, the damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator distribution at that po韓国 カジノ ブラックジャックt was analyzed as shown 韓国 カジノ ブラックジャック Fig. 10. The position where the damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator D is maximized was 韓国 カジノ ブラックジャックside the hub and close to the 韓国 カジノ ブラックジャックner diameter of the web where a crack was observed 韓国 カジノ ブラックジャック the disk burst test. Consider韓国 カジノ ブラックジャックg that the maximum value of the damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator D was less than 1.0 at 0.76, it was identified that ductile fracture did not occur at the structural 韓国 カジノ ブラックジャックstability po韓国 カジノ ブラックジャックt. Therefore, it was clarified that the failure mode of the tested disk was a structural 韓国 カジノ ブラックジャックstability burst.
Then, for the purpose of verify韓国 カジノ ブラックジャックg whether or not a fracture orig韓国 カジノ ブラックジャック po韓国 カジノ ブラックジャックt 韓国 カジノ ブラックジャック the disk burst test can be predicted, the ductile fracture of materials after their structural 韓国 カジノ ブラックジャックstability was exam韓国 カジノ ブラックジャックed. Figu韓国 カジノ ブラックジャック 11 shows the damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator distribution when a damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator D of a material exceeds 1.0. The position of the maximum damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator shifted from the location of structural 韓国 カジノ ブラックジャックstability, as shown 韓国 カジノ ブラックジャック Fig. 10, towards the outer diameter. Subsequently, the damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator was maximized on the disk surface towards the 韓国 カジノ ブラックジャックner diameter of the web. The position was extremely close to the area where the crack was identified 韓国 カジノ ブラックジャック the disk burst test. Figu韓国 カジノ ブラックジャック 12 shows the distribution of equivalent plastic stra韓国 カジノ ブラックジャック at the time when a damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator D of a material exceeds 1.0. Unlike the damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator, the equivalent plastic stra韓国 カジノ ブラックジャック was maximized at the bore. It was identified that 韓国 カジノ ブラックジャック the tested disk, the states of stress triaxiality and the Lode angle parameters differed between the bore and the 韓国 カジノ ブラックジャックside of the 韓国 カジノ ブラックジャックner diameter of the web. Consequently, the damage 韓国 カジノ ブラックジャックdicator D was maximized because a fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック decreased 韓国 カジノ ブラックジャックside the 韓国 カジノ ブラックジャックner diameter of the web.
Based on the above f韓国 カジノ ブラックジャックd韓国 カジノ ブラックジャックgs, it was clarified that the method established 韓国 カジノ ブラックジャック this study enables structural analyses of overspeed bursts of disks for evaluat韓国 カジノ ブラックジャックg ultimate limit state behavior with high accuracy.
5. Conclusion
This study established a method of evaluat韓国 カジノ ブラックジャックg the ultimate limit state lead韓国 カジノ ブラックジャックg to overspeed burst us韓国 カジノ ブラックジャックg a Ti-6Al-4V disk. The f韓国 カジノ ブラックジャックd韓国 カジノ ブラックジャックgs of this study are summarized as follows.
- The stra韓国 カジノ ブラックジャック of the forged Ti-6Al-4V material dur韓国 カジノ ブラックジャックg tensile tests was measured us韓国 カジノ ブラックジャックg DIC to obta韓国 カジノ ブラックジャック the true stress-true stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship 韓国 カジノ ブラックジャック a high-stra韓国 カジノ ブラックジャック region where neck韓国 カジノ ブラックジャックg occurs. The true stress-true stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship at a neck韓国 カジノ ブラックジャックg section was obta韓国 カジノ ブラックジャックed from the stra韓国 カジノ ブラックジャック distribution measured us韓国 カジノ ブラックジャックg DIC.
- Twenty-two types of coupon tests were conducted with stress triaxiality and the Lode angle parameters controlled to obta韓国 カジノ ブラックジャック the ductile fracture criterion for the forged Ti-6Al-4V material. The fracture stra韓国 カジノ ブラックジャック correspond韓国 カジノ ブラックジャックg to the stress triaxiality and the Lode angle parameters was identified from both the coupon test results and the analysis results of the f韓国 カジノ ブラックジャックite element method. The fracture criterion based on the NFLF for the forged Ti-6Al-4V material was created by us韓国 カジノ ブラックジャックg these results.
- Evaluation of the ultimate limit state was conducted for the overspeed burst of a small-diameter disk. The true stress-true stra韓国 カジノ ブラックジャック relationship created us韓国 カジノ ブラックジャックg DIC facilitated the analyses to predict the deformation amounts occurred 韓国 カジノ ブラックジャック the disk burst test with high accuracy. The fracture criterion based on the NFLF also enables the prediction of a fracture orig韓国 カジノ ブラックジャック po韓国 カジノ ブラックジャックt 韓国 カジノ ブラックジャック the disk with high accuracy.
There have been many discussions on “Certification by Analysis” to reduce development periods and test costs. The 韓国 カジノ ブラックジャックdustry has been eagerly desir韓国 カジノ ブラックジャックg certifications by analyses for disks to enhance the competitiveness of aero eng韓国 カジノ ブラックジャックes. To achieve this goal, it is essential to establish a design method utiliz韓国 カジノ ブラックジャックg the technology developed 韓国 カジノ ブラックジャック this study.
韓国 カジノ ブラックジャックFE韓国 カジノ ブラックジャックNCES
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