PSI - Issue 68

Reza Afsharnia et al. / Procedia Structural Integrity 68 (2025) 1153–1158 Reza Afsharnia et al. / Structural Integrity Procedia 00 (2025) 000–000

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For the very high cycle fatigue regime, a model was developed to calculate the maximum stress amplitude based on the threshold stress intensity and the initial crack length. Model I demonstrated a good ability to predict stress amplitude for very high cycle fatigue. Notably, the independently calculated optimum threshold stress intensity for both materials, in both longitudinal and transverse directions, was consistent. This finding supports the idea that in the high cycle fatigue regime, crack initiation occurs in the matrix, and the threshold stress intensity is independent of glass fiber content and orientation; it is solely dependent on the matrix material (Kumar et al. 2023). In the high cycle fatigue regime, Model II calculates the stress amplitude in relation to the number of cycles, taking into account both the initial crack length and crack growth rate. However, Model II was less effective in predicting material behavior in the high cycle fatigue regime, indicating that further investigations are necessary. In the next phase of the study, the actual fiber length distribution for the material will be measured, and the number of cycles to crack initiation will also be incorporated into the calculations, requiring precise methods for damage detection within the material. References Balika, W.; Guster, Christoph; Eichlseder, W.; Lang, R. W. (2006): Arbeitspaketbericht WPR-3.03-04 Fatigue design methology for automotive applications of engineering plastics, Institut für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe (IWPK), Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau (AMB), Montanuniversität Leoben. Guster, Christoph (2009): Ansätze zur Lebensdauerberechnung von kurzglasfaserverstärkten Polymeren. Dissertation. Montanuniversität Leoben, Leoben. Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau & Institut für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe. Haibach, Erwin (2006): Betriebsfestigkeit. Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. Berlin: Springer (VDI-Buch). Janzen, W.; Ehrenstein, Gottfried Wilhelm (1991): Dimensioning limits of glass fibre reinforced polybutylene terephthalate under dynamic fatigue load. In: Kunststoffe, German plastics 81 (3), S. 31–33. Kumar, C. Hemanth; Bongale, Arunkumar; Venkatesha, C. S. (2023): Factors Affecting the Fatigue Behavior of Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites. In: J. Inst. Eng. India Ser. C 104 (3), S. 647–659. DOI: 10.1007/s40032-023-00934-z. Mösenbacher, A. (2009): Ansätze zur spannungsbasierenden und bruchmechanischen Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens von glasfaserverstärktem Polyamid,. Diplomarbeit. Montanuniversität Leoben, Leoben. Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau & Institut für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe. Sander, M. (2008): Sicherheit und Betriebsfestigkeit von Maschinen und Anlagen: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Zahnt, B. A. (2003): Ermüdungsverhalten von diskontinuierlich glasfaserverstärkten Kunststoffen. Dissertation. Montanuniversität Leoben. Institut für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe.