Title

UM ALGORITMO APRIMORADO DE RAINFLOW MULTIAXIAL PARA CALCULAR DANO À FADIGA SOB CARGAS NÃO PROPORCIONAIS

AN IMPROVED NON-PROPORTIONAL MULTIAXIAL RAINFLOW ALGORITHM TO CALCULATE FATIGUE DAMAGE

Authorship

Meggiolaro, Marco Antonio; Castro, Jaime Tupiassú Pinho de

Meggiolaro, Marco Antonio

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Castro, Jaime Tupiassú Pinho de

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DOI

10.5151/2594-5327-16352

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Abstract

Dano à fadiga sob cargas multiaxiais não-proporcionais pode ocorrer quando as tensões principais mudam de direção durante a história do carregamento. Técnicas de rainflow uniaxial não podem ser usadas neste caso. O objetivo deste trabalho é desenvolver um algoritmo simples de rainflow multiaxial para calcular apropriadamente o dano à fadiga em histórias não-proporcionais. Dois enfoques são normalmente seguidos para o cálculo do dano sob cargas multiaxiais. O primeiro é baseado em um método de planos críticos, onde vários planos-candidatos são estudados até encontrar aquele que sofre o maior dano. Esse método não é eficiente para histórias longas. O segundo método consiste em usar um algoritmo verdadeiramente multiaxial, como o algoritmo de Wang-Brown (WB). Este algoritmo, no entanto, possui algumas idiossincrasias que podem levar a previsões não- conservativas, erroneamente filtrando eventos significativos dentro de um ciclo multiaxial. Um algoritmo aprimorado de WB é proposto.

Non-proportional multiaxial fatigue damage may occur when the principal stress directions vary during the loading history. Uniaxial rainflow counting techniques cannot be reliably applied in this case. The objective of this work is to develop a simple multiaxial rainflow algorithm that allows the proper calculation of multiaxial damage in non-proportional histories. Two approaches can be followed to perform a multiaxial damage calculation. The first is based on a critical plane approach, where several candidate planes must be studied to find the one that experiences the highest damage. This method is not efficient for very large loading histories. The second approach is to use a truly multiaxial rainflow algorithm, such as Wang- Brown's (WB) algorithm. Such algorithm, however, has a few idiosyncrasies that can lead to non-conservative predictions, incorrectly filtering out significant events within a multiaxial loading cycle. An improved WB algorithm is proposed.

Keywords

Fadiga multiaxial; Carregamento não-proporcional; Rainflow multiaxial; Algoritmo de Wang-Brown.

Multiaxial fatigue; Non-proportional loading; Multiaxial rainflow; Wang- Brown algorithm.