a 344374

44
8/13/2019 A 344374 http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 1/44 UNIVERSITY  OF  PORTSMOUTH  US  AFSOR  Study  Report The  effects  of LCF  loadings  n  HCF  rack  growth  Annual  Report  or  Phase  FS65  April  998  19980519  042  Submitted y:  R. .  Hall nd B.E.Powell 28 April 998 MECHANICAL  EHAVIOUR  OF  MATERIALS  ABORATORY  DEPARTMENT  F  MECHANICAL  ND  MANUFACTURING  NGINEERING  Anglesea Building, Anglesea Road Portsmouth Ol  DJ Phone: 44 0)1705 42324/5 Fax: +44  0)1705 42351  E-mail [email protected]  'DKTiiiBrrnoN T A TEMENTX Approved  or  ublic elease; Distribution  Unlimited '  

Upload: ricardo-soares

Post on 04-Jun-2018

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 1/44

UNIVERSITY OF PORTSMOUTH  U S AFSOR Study Report 

The effects of LCF  loadings n HCF rack  

growth  Annual Report or Phase 

FS65  April 998 

1 9 9 8 0 5 1 9 0 4 2  Submitted y: 

R. . Hall nd B.E.Powell 28 April 998 

MECHANICAL EHAVIOUR OF MATERIALS ABORATORY 

DEPARTMENT F MECHANICAL ND MA NUF A CTURI NG NGINEERING  

Anglesea Building, Anglesea Road 

Portsmouth Ol DJ 

Phone: 44 0)1705 42324/5  Fax: +44 0)1705 42351 

E-mail [email protected] 

'DKTiiiBrrnoN T

ATEMENTX 

Approved or  ublic elease; Distribution Unlimited 

Page 2: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 2/44

REPORT DOCUMENTATION PAGE   Form  Approved MB No . 0704-0188 Public reporting burden fo r this collection of information is estimated to  average  ou r per response, including th e t ime fo r reviewing instructions, searching exist ing data sources,  gathering an d maintaining th e data needed, an d completing an d reviewing th e collection of  information. en d comments regarding this burden estimate or  an y other aspect of  this collection of  information, ncluding suggestions fo r reducing this burden to  Washington Headquarters Services, Directorate fo r Information Operations an d Reports,  215 Jefferson  Davis Highway, Suite 1204, Arlington, VA  22202-4302, an d to th e Office of  Management an d Budget, Paperwork  Reduction  Project (0704-0188), Washington, DC  20503. 1. GENCY USE ONLY (Leave blank)  2 . EPORT DATE 

28 April  £  3. EPORT TYPE AND DATES COVERED 

Final Report 4. ITLE AND SUBTITLE 

The Effects of LCF Loading on HCF Crack Growth 

6. UTHOR(S) R.F . Hall & B.E. Powell 

5 . UNDING NUMBERS F6170897W0112 

7. ERFORMING ORGANIZATION NAME(S) AND ADDRESS(ES) University of Portsmouth Anglesea Building Anglesea Road Portsmouth P01 3DJ United Kingdom 

8. ERFORMING ORGANIZATION REPORT NUMBER 

N/A 

9. PONSORING/MONITORING AGENCY NAME(S) AND ADDRESS(ES) EOARD PSC 802 BOX 14  FPO 09499-0200 

10 . SPONSORING/MONITORING  AGENCY REPORT NUMBER 

SPC 97-4021 

11 .  SUPPLEMENTARY NOTES 

12a. DISTRIBUTION/AVAILABILITY  STATEMENT Approved for public release; distribution is unlimited. 

12b . DISTRIBUTION CODE A 

13 . ABSTRACT (Maximum 200 words) This report results from a contract tasking University of Portsmouth as  follows: he contractor will investigate the effects of low-cycle fatigue (LCF) on high-cycle fatigue (HCF) crack growth for aerospace propulsion applications. 

14 . SUBJECT TERMS 

Structural Dynamics, Structures, Structural Materials 

15 .  NUMBER OF PAGES 42  

16 . PRICE CODE N/A 

17 . SECURITY CLASSIFICATION OF REPORT 

UNCLASSIFIED 

18 .  SECURITY CLASSIFICATION OF THIS PAGE 

UNCLASSIFIED 

19 , SECURITY CLASSIFICATION OF ABSTRACT 

UNCLASSIFIED 

20. LIMITATION OF ABSTRACT 

UL NSN 7540-01-280-5500  Standard orm 98 Rev. -89) 

Prescribed by ANSI Std. 239-18 298-102  

Page 3: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 3/44

UNIVERSITY OF PORTSMOUTH  US AFSOR Study Report 

The effects f LCF  loadings n HCF crack 

growth 

Annual Report or Phase 

F565 April 998 

Submitted y: R . . Hall nd B.E.Powell  

28 April 998 MECHANICAL  EHAVIOUR OF MATERIALS  ABORATORY 

DEPARTMENT OF MECHANICAL AN D MANUFACTURING NGINEERING 

Anglesea Building, Anglesea Road 

Portsmouth POl D J 

Phone:  44 0)1705 42324/5  Fax:  44 0)1705 42351 

E-mail  [email protected]  

Page 4: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 4/44

The effect of LCF loadings  n H C F crack growth 

Report or he period 8 April 997- 27 April 998 Report No F 565 Submitted by R. F. Hall and B. E. Powell 

Notation CN 

CT 

HCF 

LCF 

da/dNHCF 

LC F a/dN, 

da/dB 

da/dBHCF 

da/dB, 'LCF 

AK 

AK , 

AK , HC F 

LC F 

ax,th 

AKon s 

AK* 

K «. 

N, 

N , 

R, 

R, 

HC F 

LC F 

HC F 

LC F 

comer notched 

compact tension 

high cycle fatigue 

lo w cycle fatigue 

crack growth increment resulting  ro m the application  f a HCF 

cycle 

crack growth increment resulting  ro m the application  f a LC F 

cycle 

crack growth increment resulting  ro m the application  f a HCF / 

LC F loading block 

crack growth increment resulting  ro m the application  f the HCF 

cycles within a loading block 

crack growth increment esulting  ro m the application  f the LCF 

cycles within a loading block 

stress ntensity range 

stress ntensity range associated with a HCF cycle 

stress ntensity range associated with a LC F cycle, .e. the peak-to- peak load cycle 

the value of AK LCF associated 

with the onset of HCF 

rack growth 

threshold value  f stress ntensity range 

threshold value of maximum  tress ntensity 

number of HCF  ycles n a loading block 

number of LCF cycles n a loading block 

ratio N HC F  N LCF 

stress ratio of the HCF  ycles 

stress ratio of the LCF cycles 

1. Introduction  The  esign  f critical otating  ero-engine omponents, nd he  emonstration f their 

structural ntegrity, must nclude  n  ssessment  f their atigue ives n the  resence  f 

significant levels of vibration. In  such components a lo w cycle fatigue (LCF) loading arises 

from he arge  yclic  ariation  f the  onjoint  entrifugal nd hermal tresses. n he 

F565.doc age 2 ssue 

Page 5: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 5/44

Page 6: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 6/44

successful,  nd where,  ue to load nteractions  r short crack effects, t has not. n order 

to  ccommodate oad nteraction  ffects, awkyard  t  l 6 ]  av e  nalysed he atigue 

threshold alues nd ear-threshold rowth ates ssociated ith he CF ycles y 

ascribing  ll the potential oad history effects to the HCF cycle component  f the loading. 

Satisfactory crack propagation life predictions were achieved fo r a wide range of HCF/LCF 

loadings applied to forged Ti-6A1-4V at room temperature by combining this approach with 

a model based  n the concept of crack closure. A similar result was obtained by Claridge 

an d  owell 7] sing  ommercial oftware ackage hose lgorithm or  rack ife 

predictions  lso mploys he  oncept  f crack closure n modelling he fatigue behaviour 

of materials.  ignificantly,  vans et al [8] have used closure corrected data to successfully 

predict the crack growth response  f IM I 829 at 350°C fo r a range of HCF/LCF oadings. 

If the vibrational stresses are of sufficient number an d amplitude,  significant reduction in  

the fatigue  rack growth life is observed, with the transition  etween the two growth rate 

regimes marking, o r  ll  ractical  urposes, he  ffective  nd  f the  rack  rowth ife. 

Comparisons etween he HCF hreshold  alue ssociated ith hi s ransition nd he 

threshold  alue  etermined n constant mplitude oad shedding ests,  ave  een made n 

a range of materials 9-12]. Both agreements  nd discrepancies  av e been observed. n the 

latter case, attempts  ave been made to correlate the HCF threshold value at the transition 

with the threshold value determined by a method involving a step change in  stress ratio (the 

jump - in method). n this way improved correlations have been achieved, but more often 

they have not. n order to clearly understand this important aspect of material  ehaviour, 

a systematic  tudy of threshold values, derived from the transition between the two growth 

rate regimes, oad shedding ests,  nd jump-in experiments, s required. 

Fundamental tudies nto he  ffects f the  onjoint ction  f HCF/LCF tress ycles 

inevitably  se tests which involve a substantial  implification  f the LCF cycle generated 

in  service. In  practice different stress levels will be developed in  critical components during 

the various  tages of each flight. Recent unpublished work conducted  t the University of 

Portsmouth, as xamined he rowth f  racks uring  light equence n hich 

vibrational oads were  uperimposed uring he  imulated  tages  f take-off,  limb  nd 

F565.doc age 4 ssue 

Page 7: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 7/44

cruise. his ork  ighlighted he ee d o ccount o r he oad istory ffects hen 

assessing he contribution to the overall growth from the HCF  ycles. n particular it was 

necessary to characterise the crack growth due to superimposed HCF cycles when preceded 

by an overload. 

1.2 Scope of th e report This report describes three aspects  f the present study.  irst, the re-analysis  f the results 

of past studies  n the effect of HCF  nd LCF loadings,  oth when applied  eparately  nd 

in combination,  n the fatigue crack growth rate behaviour  f forged Ti-6A1-4V.  econd, 

is he  resentation f the  redicted atigue  rack  rowth ates or  ombined  CF/HCF 

loading  xperiments nvolving  ystematic ariations n the atio  f HCF o  CF  ycles 

within  ach epeated oading  lock. he  nalysis llows or  verloads within he  CF 

loading nd onsiders he ffect f heir agnitude. hird, s  escription f he 

development of the test facility able to apply a wide range of HCF/LCF oadings, achieved 

through the modification  f the HCF/LCF solation  n it an d the nstallation  f new load 

control  nd test monitoring  ystems. 

2. Re-analysis f data fo r Forged Ti-6A1-4V 

Forged Ti-6A1-4V is extensively used by all aero-engine manufacturers or critical rotating 

components. As a consequence, this material was used in  the earliest experiments conducted 

at he  niversity  f Portsmouth nto he atigue  rack  rowth  ehaviour  f aero-engine 

alloys  nder HCF  nd  CF oadings. nevitably,  nd rightly, he  ata obtained ormed 

base-line  gainst which he esponses  f more  reep esistant  lloys were  ubsequently 

compared. n the light of the renewed interest in  the effects of HCF an d LCF loadings, the 

present  ee d s to extend  oth the data-base o r forged Ti-6A1-4V  nd the understanding 

of its behaviour.  hus, it is appropriate to first reassess the data that has been obtained an d 

used fo r this purpose n the past 3, 6, 9, 3-15]. Compact ension CT )  nd corner notched CN )  pecimens  f forged Ti-6A1-4V were cut 

from unused fan an d compressor discs. The applied loads used in  their testing consisted of: 

F565.doc age 5 ssue 

Page 8: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 8/44

1 . HCF  ycles with a stress ratio of 0.7-0.95  nd a frequency  f 150 Hz, 

2. LCF cycles having a trapezoidal waveform,  stress atio of 0.1, 

3. Combinations  f HCF  nd LC F cycles n which the HCF  ycles were restricted 

to the dwell period at the maximum oad of the LCF cycles. 

Full details of the test material, procedures an d data analysis have been reported elsewhere 

[3 , 6, 9, 13-15]. 2.1  HCF thresholds nd crack growth ates Th e previously obtained experimental data relating to threshold values fo r Ti-6A1-4V forged 

material  as been eviewed, e-analysed  nd  ollated.  hus,  igures  nd 3  ontain he 

accumulated hreshold  ata, ncluding hat which was derived  ro m tests combining HCF 

with  CF  sing  process called  ack  alculation) hich  artitioned he  verall  rack 

growth rates into that due to the HCF an d the LCF loading components 16]. The effect of 

stress ratio on the threshold value is shown in Figure 2, where a bi-linear representation is 

suggested. he  oncept f crack  losure an  e  sed o  xplain hi s esponse, s or 

example n the models of Schmit an d Paris [17] nd Beevers 18]. Each threshold value is 

considered to be the sum of the intrinsic barrier to fatigue crack growth an d the resistance 

to the crack growth arising from the presence  f crack closure. Alternatively, he response 

may be explained n terms  f the behaviour  t the  rack tip The nitial all is associated 

with a constant value of crack tip opening displacement 19], whilst the limiting threshold 

value occurs when maximum tip root radius exceeds  critical value, o causing the crack 

to behave  s a blunt notch 20]. The  ame data is presented n Figure 3 n the alternative 

form uggested  y Marci 21] Marci  t  l 22] nd Doker 23 ] who  uggested hat he 

threshold  ata fell with an envelope  efined  y a vertical  nd a horizontal ine, which in  

this case have been drawn at AK ^ = 2.2 MPaVm an d K^,,, = 6 MPa/m, respectively. 

The  ear-threshold atigue rack  rowth ates ssociated ith HCF ycles ave ee n 

determined or  tress atios  f 0.75,  .82  nd  .90. wo  rocedures er e  sed. irst, 

measurement ollowing the determination  f the fatigue threshold value using HCF cycles 

only an d a load shedding  equence,  nd second,  erivation  ro m the overall  rowth rates 

fo r HCF/LCF oadings y he ethod f  ack alculation. Generally, here s ood 

F565.doc age  6 ssue 

Page 9: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 9/44

agreement between the results of these two procedures, howing that there is no significant 

load interaction effect (Figures 4-6). The exception is the case of the retardation evident in  

the growth rates derived fo r HCF/LCF test involving a HCF stress ratio (R HCF) of 0.90 with 

1000 HCF  ycles per LC F  ycle. When this particular data se t is removed, he remaining 

data fo r HCF=

  -90 are seen to be in good agreement Figure 7).  he HCF  rack growth 

rates fo r HCF=

  -75 an d 0.82 an d 0.90 have been represented  y fits to the data in  which 

y = da/dBHC F an d x = AK HCF. These representations  re visually fitted polynomial equations 

whose coefficients show a simple an d small variation with RHCF ; the results being illustrated 

in Figure  , an d the coefficients  eing recorded n Table  . 

Table  .  oefficients  f the polynomial  its to the HCF  rack growth rate data 

RHCF x

3 x

2 x

1 x °  

0.75  4 x  08 

-2 x  07 

6.00 x  07 

- 1  06 

0.82  4 x  08 

-2 x  0 7 6.58 x  0

7 -1  0

0.90  4 x  0 8 -2 x Q

7 6.95 x  0 7 

- 1  0 6 

2.2  LCF  rack growth ates 

The fatigue crack growth rates associated with the application of separate LCF cycles have 

been  etermined or values  f AK LCF n the range  2-50 MPaVm Figure  ).  he esults 

exhibit learly efined ilinear esponse, ith he ransition ccurring t 

AK LCF  0 MPaVm. n  eeping ith he oncepts roposed y Yoder t  l 24-26] 

an d Yeun  t al 27],  good correlation s ound between he  alculated eversed  lastic 

zone iz e nd he rimary lpha rain iz e f he lloy, hese eing 1jj.m nd 

23 r n . espectively. he ean f he ata an e epresented y he 

relationships: 

F565.doc  Page 7  issue 

Page 10: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 10/44

da/dN LC F = . 770  0n

 AK LC F]5468 or AK LC F = 12-20 ..(1) da/dN LC F  .284  0

8 AKLC F ]

3269 or AK LC F = 20-40 ..(2) where  a/dNLC F s measured n mm / cycle  nd AK LC F n MPa/m 

A c tter and as een rawn hat ncompasses 5% f he ata. his catter 

band as  idth f .7 , hat s o ay , he atio f he atigue rack rowth 

rate t he pper ound o hat t he ower ound , o r  ixed alue f K , s 

2.7 

2.3 HCF/LCF rack growth ates The fatigue crack growth rate data fo r combinations  f H CF  nd LCF cycles  re presented 

in  igure  0-12 , he  rowth ate  er applied oading  lock,  a/dB HCF/LCF,  eing  lotted  s 

a function of the peak-to-peak stress intensity range, AK LC F, fo r the combined loading. Each 

figure shows th e data for a fixed value of RHC F in comparison with the data for LCF cycles 

only.  p o hree  alues  f NHC F, he  umber  f H CF  ycles n  ach oading  lock, re  

considered, NLC F  eing  et at  .  he majority  f the esults  re for CT  pec imens  nd the 

remainder for CN specimens.  he effect of the different variables ar e as follows.  irst, with 

regard to RHCF > he lower it s value the lower is the value of AK LC F at which regime 2 growth 

is observed,  nd the greater the  ubsequent  nhancement n growth rate relative o that for 

LCF cycles only.  econd, with regard to the value of n , the greater it s value the greater the 

crack growth rate in regime 2. Third, with regard to specimen design, there is n o significant 

effect. 

3. Predictions f crack growth esponse under combined LCF /HCF oadings 

The methodology  sed to predict the fatigue crack growth rate for the combined HCF/LCF 

loadings f nterest epends pon whether r  ot he CF ycles re receded y  n  

overload cycle. n the absence  f an overload, he da/dB values ar e estimated  y the linear 

summation ule: 

F565.doc age 8 ssue 

Page 11: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 11/44

da/dB da/dBHCF  +  da/dBLCF . .(3)  or: 

da/dB NHCF x da/dNHCF  LCF x da/dN LC F ..(4) The values  f da/dNHC F used n these predictions  re hose epresented  y the polynomial 

for RHC F = 0.82 given in Table  , whilst the values of da/dNLC F ar e those represented by the 

mean  f the  ata o r RLC F =0.1 iven n  quations  nd  . hen he H CF  ycles  re  

preceded  y a overload  CF  ycle, he Wheeler model s used to modify the  ontribution 

to the crack  rowth from the H C F  ycles. All the results  re plotted as lo g (da/dB)  ersus 

lo g (A K HC F), with the results for the LCF component  f the loading (da/dBLC F) included for 

compar ison. 

Figure  3  ives  chematic epresentation  f the epeated  tress  im e  equences which 

have been considered, he various oading  locks being classified  ccording o th e number 

an d orm  f the  CF  ycles.  hus: 

Type A has  single  CF  ycle which underloads he ollowing H C F  ycles, 

Type  as multiple  CF  ycles which underload he following H C F  ycles, 

Type  ha s  single  CF  ycle which overloads he ollowing H C F  ycles, 

Type D ha s multiple  CF  ycles which  verload he ollowing H CF  ycles, 

Different  umbers  f H C F  ycles within the oading  lock  re  lso  onsidered. 

3 .1 ffect f N HCF per block Figure 4  hows he  redicted esponse o  equence  f HCF/LCF oadings nvolving 

single  CF  nderload  ycle n  ombination with 00 , 00 0  nd 0  00 H CF  ycles  er 

loading block. hese predictions  onf i rm the experimental esults for such conditions 14 ] namely,  constant value  f AK onset,  n d within regime  , a progressively ncreasing  a/dB 

with increasing N HC F 

3 .2 ffect of N LCF per block Figures 5  nd  6 elate o  equence f HCF/LCF oadings nvolv ing  multiple  CF 

underload ycle n  ombination  it h 00 0 nd 0 00 CF ycles er oading lock, 

F565.doc age 9 ssue 

Page 12: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 12/44

respectively. ncreasing he  umber  f LCF  nderload ycles as wo  ffects. irst, progressive ncrease n  a/dBLCF n  ecade  teps  s NLC F s ncreased n  ecade teps. 

Second, he  ifference  etween  a/dBLC F an d  a/dB  ecreases s he  roportion N LCF o 

N HC F increases. 

3 .3  Effect f overload LCF ycles Th e effect of crack growth retardation  ue to the presence  f a single LCF overload cycle 

used n  onjunction with 000  nd 0  00 HCF  ycles  er oading  lock s hown n 

Figures 17 an d 18 respectively.  ach figure show that progressively increasing the Wheeler 

constant leads to the reduction an d eventual  uppression  f the HCF  ontribution to crack 

growth.  igure 19 illustrates the result of multiple LCF overloads. n this case the number 

of HCF cycles per block is se t at 1000 an d the Wheeler constant set at 6. Once more there 

is both a progressive ncrease n da/dBLC F n decade  teps  s N LCF s increased n decade 

steps;  nd the  ifference  etween  a/dBLC F an d da/dB  ecrease  s the proportion N LCF o 

NHC F increases. 

4. Development f th e test facility  The test facility was designed to apply the repeated oading ndicated as type A in Figure 

13, an d it has been modified in order that the loadings ndicated  s types B, C an d D, can 

be applied. These modifications also enable the determination of fatigue thresholds fo r HCF 

crack growth fo r conditions involving either gradual o r substantial load shedding sequences. 

Th e two eatures which required alteration were the air bag isolation unit an d the control 

system fo r the machine, the latter leading to a new system fo r monitoring the crack growth 

test  ata. n addition, he ecent  K Health  nd  afety egulations equired he  xisting 

cooling  ystem to be replaced by one which is totally enclosed. 

4.1  Modifications o th e isolation nit  The function of the ai r bag unit is to decouple the electromagnetic  ctuator, which applies 

the HCF  ycles,  ro m the  ervohydraulic  ctuator, which provides he LCF oading.  his 

allows the two actuators to function simultaneously an d without interaction. The new design 

F565.doc age 10 ssue 

Page 13: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 13/44

incorporates  parallel oad path into the isolation unit. When the HCF  ycles  re applied 

this parallel load path is no t engaged, an d the isolation unit functions in  the normal manner. 

The  arallel oad path  omes nto  peration  nly  uring he  pplication  f a LCF  ycle 

which nvolves n  verload. n his ay he equired igh oading s pplied o he 

specimen without  xcessive  ompression  f the air bag. 

4.3  New control nd monitoring ystem The new system  f load control  nd data collection s computer based.  he development 

of the system was achieved by interfacing the computer with the existing analogue control 

console [via a D to A interface card], interfacing with a multi-channel  igital voltmeter [via 

a PIB ard], nd nterfacing ith he C ower upply vi a  elay ard]. he 

performance  f the computer was upgraded an d a data protection facility in  the form of an  

uninteruptable ower upply American ower onversion] as rovided. estpoint 

software [Capital Equipment Corp] was installed an d programs written which would control 

an d monitor the tests fo r the various oad - time sequences  pecified n the study. 

In  the previous system the load levels an d ramp rates were se t by analogue controls, whilst 

the LCF an d HCF waveforms were fixed. A data logger was used to control the pulsing of 

the DCPD crack monitoring  ystem, to monitor the test systems an d to record the test data 

as hard copy only. With the new system the load levels, ramp rates an d LCF waveform are 

all determined by the computer software, which permits manual fine tuning of the selected 

load levels. n addition, he computer controls the pulsing  f the DCPD  rack monitoring 

system, the monitoring  f the est systems,  nd the recording of the test data as Excel an d 

text files. 

5. Conclusions 1 . he results of past studies on the effect of HCF  nd LCF loadings,  o th when applied 

separately an d in  combination, on the fatigue crack growth rate behaviour of forged Ti-6A1- 

4V have  een re-analysed. quations epresenting he HCF  nd  CF  rack  rowth rates 

F565.doc age 1 1 ssue 

Page 14: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 14/44

were determined, together with the limiting values of the maximum stress intensity an d the 

range of tress ntensity  ssociated with the threshold  ondition fo r HCF  rack growth. 

2. atigue rack rowth ates or  ombined CF/HCF oading xperiments nvolving 

systematic variations in the ratio of HCF to LC F cycles within each repeated loading block 

have been predicted.  he predictions ndicate the manner in which the contribution to the 

overall growth rate from the HCF cycles declines as the ratio of HCF cycles to LCF cycles 

is reduced,  nd overloading  f the HCF  ycles  y the LC F  ycles etards the HCF  rack 

growth. 

3. A es t acility  ble o  pply  wide ange  f HCF/LCF oadings  as  een  chieved 

through the modification  f the HCF/LCF solation  n it an d the nstallation  f new load 

control an d test monitoring ystems. 

References 1 . owell, . ., all, . . nd awkyard, . The ffect f  uperimposed 

vibrational stresses on fatigue crack propagation life , In : 1st Int. Conf .  n Structural  Integrity Assessment , Manchester, 992, 336-345. 

2. owell, B. E. Crack  rowth in Ti-6A1-4V  nder the conjoint action of high an d 

lo w cycle fatigue , nt. . Fatigue, 987, 9,  95-202. 

3. owell, B. E. Fatigue  rack growth behaviour of two contrasting itanium alloys , 

Int. . Fatigue, 995,  7, 221-227. 

4. pecht, . . The ow  ycle atigue  ehaviour  f titanium  lloys , n:  rd Int. Conf . n Low Cycle Fatigue and  Elastoplastic Behaviour ofMaterials, Berlin, 1992, 

19-24. 

5. owell, B. E., Henderson, . nd Duggan, T. V. Th e  ffect of combined major an d minor stress cycles on fatigue crack growth , In : 2nd Int. Conf . n Fatigue an d Fatigue Thresholds, irmingham,  MAS, Warley,  K ,  984, 2,  93-902. 

6 . awkyard, M., owell, . ., Hussey, . nd Grabowski, . Fatigue rack 

growth under the conjoint action of major an d minor stress cycles ,  atigue Fract. Eng Mater. Strut , 996 ,  9, 217-227. 

7. laridge, . P. an d Powell, B. E. Fatigue  rack growth life predictions fo r single 

an d  ual mplitude oadings , n:  st Int. onf n Computat ional Methods and Testing or ngineering ntegrity, omputational echanics ublications, 

Southampton,  K ,  996 ,  7-96. 

F565.doc age 1 2 ssue 

Page 15: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 15/44

8. vans, W . J ., Medwell, N. nd pence, . H. The effect of major-minor  yclic 

combinations n  rack  ropagation ifing riteria , n: 2th nt. ymp. n A ir  Breathing Engines American Institute of Aeronautics and  Astronautics, 995,1, 185. 

9. owell, . . nd uggan, . V. Predicting he nset  f high  ycle atigue 

damage:  n application fo r long crack threshold data , Int. J . Fatigue, 8,  986,  87- 

194. 

10 aghani , N. an d Powell, B.E. Threshold testing fo r the vibration assessment  f a 

turbine disc alloy , In : 4th Int. Conf . n Fatigue and Fatigue Thresholds, Honolulu, 

Hawaii,  990, 3,  387-1392. 

11. all, R. F. and Powell, B.E.  The effect of temperature  n the growth of cracks 

subjected to combined major an d minor stress cycles , In : Mechanical Behaviour of Materials, Ed C Moura Bronco,  Ritchie, nd V Sklenicka) luwer Academic 

Publishers, Dordrecht,  he Netherlands, 996 , 227-235. 

12. awkyard, M. and Powell, B. E. Elevated temperature  rack growth in a lo w 

alloy  teel ue o major  nd minor tress ycles , n: 1th European onf on  Fracture, oitiers,  rance,  966 .  ,  281-1286. 

13. owell, B. E., Duggan, . V. an d Jeal, R. H., Th e influence  f minor cycles  n 

lo w cycle fatigue crack propagation , n t. . Fatigue, 1982,  , 4-14. 

14. owell, B. E. and Duggan, T. V.,  Crack growth in  Ti-6A1-4V under the conjoint 

action of high an d lo w cycle fatigue , Int. . Fatigue, 1986,  ,  95-202. 

15. all, R. F. an d Powell, B. E., The growth of corner cracks , Int. J. Fatigue, 1997, 

19 , 429-435.

 

16 owell, B. E., Hawkyard, M. and Grabowski L., The growth of cracks in  Ti-6A1- 

4V  late  nder  ombined  ig h an d ow cycle atigue , nt. . Fatigue, 997,  9, 

S167-S176. 

17. chmit, R. A. and Paris, .C., Threshold or fatigue crack propagation  nd the 

effect  f load atio  nd  requency , n:  rogress n Flaw Growth nd Fracture Toughness Testing, ASTM STP 563,  972,  9-94. 

18. eevers,  . J., Some  spects  f the influence  f microstructure  nd environment 

on AK  threshold , n: Fatigue Thresholds, MAS, Warley, U.K.  981,  , 257-275. 

19. cEvily, A. J. nd Groeger, ., On the threshold or fatigue crack growth , n: 

Proc. o n f Fracture, 977, 2,  293-1298. 

20 raid, J.E.M., Taylor, D. an d Knott, J.F. , A model fo r fatigue thresholds at high 

R ratios .  anadian Metall. uart., 987, 26 ,  61-165. 

F565.doc age  13 ssue 

Page 16: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 16/44

21 . arci, G., Non-propagation conditions ( A K , , , ) nd atigue rack ropagation 

thresholds AK T) , Fatigue Fract. Engng . Mater. Struct, 994,  7,  91-907. 

22. arci, G., Castro, D.E. an d Bachmann V., Fatigue crack propagation threshold , Journal of Testing and Evaluation, 989,  7, 28-39. 

23 oker H., Fatigue  rack  rowth hreshold: mplications, etermination  nd  ata 

evaluation , n t. . Fatigue, 1997,  9, 145-S149. 

24 oder, .R., ooley, L.A. nd rooker, T. W .,  Titanium 0:Science  and Technology, etallurgical  ociety AIME, New York,  980,  865. 

25 oder, G.R., Cooley, L.A. and Crooker, T. W ., ngineering Fracture Mechanics, 1979,  1, 05. 

26 oder, G.R., Cooley, L.A. an d Crooker, T. W ., Metallurgical Transactions, 977, 

8A,  737. 

27 uen, ., opkins, . W ., everant, . . nd au, . ., Metallurgical Transactions,  1974,  ,  833. 

F565.doc age 14 ssue 

Page 17: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 17/44

Figures 

Figure  .  Form  f fatigue  rack  rowth ate  urve o r  imple HCF/LCF oading 

combination 

Figure 2.  Effect  f stress atio  n he oom emperature atigue hreshold  alue  f 

forged Ti-6A1-4V 

Figure  .  K^ dependence  f the room temperature atigue threshold value of forged 

Ti-6A1-4V 

Figure 4 omparison of back calculated HCF crack growth rates fo r RHCF^ 0-75 from 

HCF/LCF ests  t  000:1 nd  0  00:1, with  rack  rowth  ata 

measured ollowing he etermination f the hreshold alue y  oad 

shedding  rocedure 

Figure  omparison of back calculated HCF crack growth rates fo r RHCF= 0.82 from 

HCF/LCF ests  t  000:1 nd  0  00:1, with  rack  rowth  ata 

measured ollowing he etermination f he hreshold alue y  oad 

shedding  rocedure 

Figure  omparison of back calculated HCF crack growth rates fo r RHCF = 0.90 from 

HCF/LCF ests at n =  000:1,  =  0 000:1 nd n =  00  00:1, with crack 

growth data measured following the determination  f the threshold value by 

a load shedding  rocedure 

Figure  omparison of back calculated HCF crack growth rates fo r RHCF= 0.90 from 

HCF/LCF ests with n =  0 000:1 nd n =  00  00:1, with crack  rowth 

data measured ollowing the determination  f the threshold value by a load 

shedding  rocedure 

F565.doc age 15 ssue 

Page 18: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 18/44

Figure  omparison  f near-threshold  rack growth rates representations or RHCF = 

0.75, 0.82 an d 0.90 

Figure  atigue crack growth rates fo r LCF cycles at RLCF = 0.1 with representation 

of the test data by scatterband 

Figure  0 omparison  f HCF/LCF rack  ropagation  ata o r  HCF  .75 t 

1000:1  nd  0 000:1, with the scatterband representing the LCF cycles only 

Figure  1 omparison f HCF/LCF rack  ropagation ata o r  HCF  .82  t 

1000:1  nd  0 000:1, with the scatterband representing the LCF cycles only 

Figure  2 omparison f HCF/LCF rack  ropagation ata or RHCF  .9 0  t 

1000:1,  0 000:1  nd  00 000:1, with the scatterband epresenting he LCF 

cycles  nly 

Figure  1 3 chematic representation  f the repeated  tress - time sequences  onsidered 

Figure  4(a)  The effect of the number o f HCF cycles - crack growth with a loading block 

of n=  00:1 

Figure  4(b) The effect of the number of HCF cycles - crack growth with a loading block 

of n=  000:1 

Figure  4(c) The effect of the number o f HCF cycles - crack growth with a loading block 

of n=  0 000:1 

Figure  5(a) he effect of the number of LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  000:1 

F565.doc age 16 ssue 

Page 19: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 19/44

Figure  5(b) The effect of the number of LC F cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  000:10 

Figure  5(c) The effect of the number of LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  000:100 

Figure  6(a) The effect of the number of LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  0 000:1 

Figure  6(b) The effect of the number of LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  0 000:10 

Figure  6(c) The effect of the number of LCF cycles - crack growth with a loading block 

of n=  0 000:100 

Figure  6(d) The effect of the number of LC F cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  0 000:1000 

Figure  7(a) The effect of Wheeler's  onstant  crack growth with w =  nd a loading 

block of n=  000:1 

Figure  7(b) The effect of Wheeler's  onstant  crack growth with w = 6 an d a loading 

block of n=  000:1 

Figure  7(c) The effect of Wheeler's  onstant  crack growth with w =  2 an d a loading 

block of n=  000:1 

Figure  8(a) The effect of Wheeler's  onstant  crack growth with w =  nd a loading 

block of n=  0 000:1 

F565.doc age 17 ssue 

Page 20: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 20/44

Figure  8(b) Th e effect of Wheeler's  onstant  crack growth with w = 6 an d a loading 

block of n=  0 000:1 

Figure  8(c) The effect of Wheeler's  onstant  crack growth with w = 12 an d a loading 

block of n=  0 000:1 

Figure  9(a) The effect of the number  f LCF  verload  ycles  crack  rowth with w =  

6 an d a loading  lock of n =  000:1 

Figure  9(b) The effect of the number of LCF overload  ycles  crack growth with w =  

6 an d a loading  lock of n =  000:10 

F565.doc age 18 ssue 

Page 21: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 21/44

I   MIIMIUIIM» 

\  ,muiTi\  /

_/  \_  /Regime /  • 

/  • 

z  Regime 1  ^̂ , 

J

  AK  onset 

Log AK LCF  

Figure . o rm f atigue rack rowth ate urve o r  imple CF/LCF oading 

combination 

Page 22: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 22/44

Figure  Effect of stress rat io on  the room  temperature fatigue threshold value of forged TJ-6AI-4V 

6 r 

5-

4-

2 +  2-

0.1  + 

o   Back calculated from HCF/LCF  Load shedding data 

—  Representa t ion of data 0.2 .3   0.4 .5 

Stress Ratio 0.6 .7 .8 .9  

Figure 3  Kmax dependence of the room  temperature fatigue threshold value of forged T1-6AI-4V  

6-, 

4- 

* 3 < 

—i—

10  

o  Back calculated from HCF/LCF  Load shedding data 

— Representa t ion of data 

—i— 15  

—i— 20 

—i 25  

Kn 

Page 23: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 23/44

C O  C O  

C D  .c 

" J - £O o = d   c u _ o  'S E 10  O II LL  o I

a :  

c E _ (D  4-1 C D  T3  < D  JC  +- • O) c o  

CO - a o | 

o o  C O D Ü C  O X  O  < D  

< D o 9 5 0 L  a s  

3 Ü  jc C O  o  o  C O  0

5 E T3 

.Q » * -  O c o CO 

o o 

C D  CO  TJ  

C O  O 

g C  C O  C O TJ >a  n E o  O 

C O  C D  

O  C O  o  > 

3 0 

il 

5 £

 

H . " y   |

4   

f » 4 ? »  h  

i   .; 

fti   r 

1  

 s -3 

n=11C

 n=1 1C

xFowsaodh

thehdeC

rr  ©I ©©

IT) ©

©©

o ©©

©

©©

00 o o o 

(ap yuiui) JD H

MP/Bp 

Page 24: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 24/44

m a  £ 

a )  =d D  X £ o 00 

c q (0 c C D  

LL  o 

C D  C D  o 

w E C D 4-< T O 

O D  m   3 üC O  i—  Ü

C O  C O  C D  E 

Ü-  c c  n  C O  

u C D H T O 

o c  j " o c c  

C D  3

 oC D  ÜO

O

c o C O  *1_ C Ö  Q. E o o 

- Q. 

Hi o  

C O  o o 

3  O u _   c

 

O) c TJ TJ C D  x: C O  DC O  O

C O  X) C D  _3 C O  >

 

<   ♦ ♦   ♦ 

► ♦  ♦   m  ► 

If >  

5  « xi 4 >  

x<  I  ♦ 1  >  ft 

ffj

»  > 

a x W  9 li 

Ij 4 

3  

X ♦  

iii 4 »  •

»  

=11C

 n=1 1C

 

owsaodhn

thehdeC

NIMM 

s  fa  u 

o o o 

IT) o o o 

o W  o o 

o W  o o 

00 o W  o o 

(ap£>/uiiii) d:nN;P/BP 

Page 25: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 25/44

CO •4-» < n  C D  

O  _J LL  o ®  o £ 

J = o  o 05  n LL  O X a :  o

C D  i_ 

(0  T O  C D  E  

C D  C O   T O  _C   -C O  P 

5  ®  =3  a

C D  o o £  E  Q . o T O  T O  

Ü LL  O  X aC D  

o SZ 

c T3 T3 C D  sz  

n  TJ 

T O  O  

» S  TO  T O  _o T O  Ü O T O  

O O O O O T- II c "O  C T O  

C o C O  o o _ 

TO   O Q.  T- E -  c

O  - 2? 

i c 

.a  C D  Z Z  T O  > O SZ 

C O  C D  C D  SZ 

01  ii  T O  

T O  C ' E  00 a 

* if ♦  ♦  x '<

i X k^*   - 4 -   ♦ 

i    1 1   ♦ 51   < >  

r*  ♦  II 

*<  hi  ♦ • o n  

c - 3  

H  n  * ? H  1 1 

=11C

 n=1 1C 

• =1 1 

xFowsaod

thehdeC 

s  «S  OH 

O W o o 

IT) O o o 

V©  o W o o 

o I W o o 

00 o o o 

(3p£>/UIlIl) I3H^Jp/Bp  

Page 26: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 26/44

T3 O SI 

*J If) C D   (1 )  C O   sz C O  C D   C D  - * — '  JZ li.  +-<  O  4— n 

I i.. 

u _   o o  +-»  X  c u  

c E   F o  L_ 4—

C D  O)  C D  

T» C 

II  0)  11 .  x: C)  •4-* X  rr C C   c m 5  

ro a < U  5 o o  O) 

I - o O  ^ i a ) 

3 5  ü a; C D   JC  Ü .ti o C D  X3  

13  : 3 •  C D  - O 

o O   Q. 

c o C O  C D   »  Q. c

o  r o  

c TJ 

C D  x: 

C O  T3 

C D  O 

0)  Q 3  O D  S¥  f l U.  C 

CD  11 1  i i 

LLI  

CO  + 

1i 

LT  C [ ] \

1  UJ CM  

CO  X CO  

m  D  

>  UJ si-  ll  > 

9  ß  d  \

;  

j |5*w 

 M  i 

i i I I I i 

i i 

i

 

i IT  t 

•  * 

1 T 

1 T 

x

Fow

o

n

thede T 

D n 

1 N 

Vs t oa

Nul  |ll 

E  -?- 

C O  0. u. Ü X < 

o I 

UJ o o

o UJ oo

C O  o I 

UJ oo

O L L I  o o 

C O  o L L I oo

(a|oAo/iuiu)JOHNP/Bp 

Page 27: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 27/44

w  c o r e  +>  c  « _ a a >  o r e  1 o v.  G)  o r e  i_ u  o w  

r e  o c 

o r e  a o o CO  i_ 3 il 

i j 

  i  1 i  ii

^

 

 i 

M  i 

i  

  j   j ; 

1 *L   i 

j i  

MIM  M   i 

-Si J >   U)  O   ̂ C M  II  °  •

*   i t   t   +  

E ? r a  a.  < 

o o o  o o o 

o o o o o o 

o o o o o o 

o o o o o o o 

(a|OÄo/iuui)dOHNp/ep 

Page 28: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 28/44

10 c o C O  +- c C D  to o  i_ a o  i_ C D  + »  C O  

o  G) a c a  i_ u  o £

C O  C D  

C O  C D  

c o w "C C O  Q. E o  ü CO  C D  L. 3 O) iZ  

 

  ;  

: I 

k  *  D  CO I 

m  m

«O  T-   T- UJ  X  X 

M   T-   IV.  h« X  UJ  UJ •Y   00  UJ yj  iq  en  C O   C O   C O  +  +  + C M   C M   C M  < <  N.  iv.  rs. UJ  UJ  UJ C M   C M   C M  i  i 

TJ  CO  CO  CO  < <  C O   00   00  L Ü   UJ  UJ *  rf  Tt II  II  II >  >.  >»  in  CM  o |v .  C O   C) oddII  II  II C H   U.  C H  \   \   

'—m- l 

E ? n  Q.  

o I 

UJ o o 

lO o U J  o o 

CO  o I 

UJ o o 

IV. o I 

UJ o o 

00 o UJ o o 

(apAo/ujuj)JOHfjp/Bp 

Page 29: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 29/44

C O  5^  JJ C O  C O  T3 C O  C D  

C

C O  *-»c C D  to Q. C D  

O II U- Ü  _j 

C O  to  o Ü u_ o a  C O  C D  *-

C O  

5 o  —  CO  JX O C O  L. Ü C D  CD  +-

C O  

O)  CC O  jQ 

C D 2 D  3 Cö) o —  o U.  C O  

o o 

E  -?- (0  a. L L  o 

(9|oAo/uiui) J3~ < N P /eP  

Page 30: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 30/44

o o o II c -a c r a  o o o ii c ->  C O  m d II IL  ÜX a: C O  C O  a

c o 0 3   7: 0 3   °a. n  o 

°- £  o x O  C D  U_  CO  0 E 1 M _  a )  O  C O  c  2 >  o . C O   < u  ~  -  03  "O  o 2 O C D  

S3  03 

O  Ü T- c o  

8" §>£ ii 5  

H  U •   •  O O

 O »H II  S ♦ 

H  V •   •  O O ©

O lH II  c 

f v i   \  x

♦ ^

\

\ \ 

\ \ 

1  ft

v. 

\ \ \ \ 

\ \

\

\

I  5 

^

 

1 i I \ \ \  \  \ 

\ \  \ \ \ \

\

\ \

\

o ©

fa  U 

o I W o ©

©

©©

©1  w o ©

©

©©

o I 

©©

(5J30ia/UIUl)J31ap/Bp  'flp/Bp 

Page 31: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 31/44

o o o II c T5 c O B  O

O

O

II c C O  CN 00 d II LL  o  I

T3 c o  Ä , • Q . °O O  

1   * ,° ü u O  C O   ̂

O g >  > * - O D  r-  OT  o 2 >  C O   Q. C D  C O   "- 

31 C D  C O  

T- T-  C O  d)

  C D  3   r- il 5 

n=1 1C

xn=11C < 

.►  ♦  H 

v.  \  \ •  • o o o 

- ♦   ♦   *♦   ♦ < ♦  r

 if 

\

4* 

\  \  

e ♦ 

i  

♦ 

1  

1 \ \ 

i \

r1  i i

4 >  m  H i>  4 

< ►  

: i v .  \  \ 

\

♦ 

\ \

\

\  \\

i« \ X  

o r  o 

E re  u. Ü_J  

©©

©

©o 

©i w o o 

©

©o 

IT) ©

(5|Doia/uiui)«iap/Bp ap/Bp 

Page 32: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 32/44

-o c C O  o o o 

o o o II c 4-» C O  CD  O I I  u. i o £  C O

 

X3   O C  LL  .2 O  r o • O) ) C O   -CQ. *- O  O) .*  c Ü  C D  ü 

O  S O  +S 

.2 2  C J J  C O   £

§   = o 5 O  - 

^-  C M   Ö

o 2 2 

O .S»¥

 L L .  C 

j  

= 1 

:1 T 

= 1 

:1 T 

• = 1 

:1 T 

z o Ö  o o o II c X 

i  

t hx X 

w  .«_ 

• <  

 

i n i f t  

*• • 

i Ki  *« Wl 

x

II II  

  

4   \ \ 

o o 

£ C O  0. LL  Ü_l < 

L U  O o 

CM  o L U  o o 

CO  o L U  o o 

o L U  o o 

o L U  o o 

to  o L U  o o 

(>po|a/tuui):joigp/ep 'gp/ep  

Page 33: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 33/44

0)  L. 0) tn  c o  u 0)  0) u c 0) 3 e r (U (A  0)  E  < f l 0)  0)  + «  tn  0)  

- ♦ -' C O  C D  a 4)  1_ 0)  

c o  c a )  0)  C U  1_  a 

£ £U 

c o  0 )  3 Ö)  

IN a)  

C O  W)  I* CO 

C O  (A  0)  Ix «->

C O  

= r 

1)  CO 

-r H 

T3 c 3  O i—i u < D  > O 

OH 

C O  

c d  0

Ü C  3 

c d  O HtH  (1 ) C  < D  Ö  CO 

T3  A  O  *Hi* 4) u  > 

4)  O Üa  < D  ¥  ̂

»   Ö Ö   o H  Ö 

Ü

1—H Ü 

Page 34: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 34/44

Figure 14(a) The effect o f the number o f H CF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  00:1 

1.00E-01  

o 1.00E-02  

fa  u p a  -a  

1.00E-03  

ö  1.00E-04 

13  1.00E-05  

1.00E-06  10 

AKHCF 

Figure 14(b) Th e effect o f the number o f H CF cycles - crack growth with a loading block 

of n =  000:1 

2 I.UUC-UI 

o  1.00E-02  p a  g  J , 

1.00E-03  Jp a  O  e s  -a  „ 

1.00E-04 W -a  e s  

1.00E-05  

1.00E-06  10 

AKHCF 

Page 35: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 35/44

Figure 14(c) The effect of the number of HCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn =  0 000:1 

1.00E-01 

§  1.00E-02  

S t,  j

P 5  9

p q  

1.00E-03 

1.00E-04 

1.00E-05 

1.00E-06 10 

AKHCF 

Page 36: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 36/44

Figure 15(a) The effect of the number of LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  000:1 

1.00E-01  

u o 

s 1.00E-02  

1.00E-03 to  U p a  « 

e a  T3  

1.00E-04 

-o .00E-05 

1.00E-06 1  

T

 

1  

._.._  _  rl-iMTT da/dBLCF 

10 

AKHCF 

Figure 15(b) The effect o f the number o f LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn= 

000:10 

1.00E-01  

iA g  1.00E-02 s a  s 1.00E-03 ü « 

03   1.00E-04 

1.00E-05 

1.00E-06 

g i 

:   di/rlR da/dBLCF 

10 

AKHCF 

Page 37: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 37/44

15(c) The effect o f the number o f LCF cycles - crack growth with a loading block Figure  ofn= 1000:100 

1.00E-01 

1.00E-06  AKHCF 

Page 38: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 38/44

Figure 16(a) The effect of the number o f LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  0 000:1 

o 3  

1.00E-01 

1.00E-02  

1.00E-03  E fa  u 1  1.00E-04 «

'S   1.00E-05 

1.00E-06 10 

AKHCF 

Figure 16(b) The effect of the number of LCF cycles  crack growth with a loading block 

ofn=  0 000:10 

1.00E-01 

1.00E-02  3  

1.00E-03 u p a  e ä  -a 

•a 1.00E-04 1.00E-05  

1.00E-06  10 

AKHCF 

Page 39: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 39/44

Figure 16(c) The effect o f the number of LCF cycles - crack growth with a loading block 

ofn=  0 000:100 

1.00E-01 

ä  1.00E-02 

1.00E-06  AKHCF 

Figure 16(d) The effect o f the number o f LCF cycles - crack growth with a loading block 

o f n = 

0 000:1000 

1.00E-01 

1.00E-06  AKHCF 

Page 40: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 40/44

Figure 17 (a ) The effect of Wheeler's constant - crack growth with w =  n d a loading 

block of n=  000:1 

l.UUt-UI 

j£  1.00E-02 

Ö   1.00E-03 

p a 

B  1.00E-04 

1 nriF-os

 da/dF

 

1.00E-06 

da/dBLCF 

1  0 

AKHCF 

Figure 17(b) The effect of Wheeler's constant - crack growth with w =  an d a loading 

block of n=  000:1 

1.00E-01 

1.00E-06 AKHCF 

Page 41: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 41/44

Figure 17(c) The effect of Wheeler's constant - crack growth with w =  2 an d a loading 

block o f n=  000:1 

1.00E-01 

1.00E-06  AKHCF 

Page 42: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 42/44

Figure 18(a) The effect o f Wheeler's constant - crack growth with w =  an d a loading 

block of n=  0 000:1 

1.00E-01 

1.00E-06 AKHCF 

Figure 18(b) The effect of Wheeler's constant - crack growth with w = 6 an d a loading 

block of n=  0 000:1 

1.00E-01 

-3  1.00E-02  o s to  U P Q  -a 

1.00E-03  

£  1.00E-04  

a 1.00E-05 

1.00E-06  AKHCF 

Page 43: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 43/44

Figure 18(c) The effect of Wheeler's constant - crack growth with w =  2 an d a loading 

block of n=  0 000:1 

1.00E-01 

1.00E-02  S  Eb  u p a  

p a  -a  

1.00E-03  

1.00E-04 

1.00E-05  

1.00E-06 

1   10 

AKHCF 

Page 44: A 344374

8/13/2019 A 344374

http://slidepdf.com/reader/full/a-344374 44/44

Figure 19(a) The effect o f the number o f LCF overload cycles crack growth with w = 

an d a loading block o f n =  000:1 

1.00E-01  

o  1.00E-02  3 

to   1.00E-03  u « 

1.00E-04  p a  «  

1.00E-05  

1.00E-06 10 

AKHCF 

Figure 19(b) The effect o f the number of LCF overload cycles - crack growth with w - 

an d a loading block of n =  000:10 

1.00E-01 F