Analysis of the Frequency as an Integral Method for the Testing of Anisotropic 3D Sheet Metal Structure

Fedor Kazak; Sabine Weiss

doi:10.3139/120.110619

Article

Analysis of the Frequency as an Integral Method for the Testing of Anisotropic 3D Sheet Metal Structure

Fedor Kazak and Sabine Weiss

Published/Copyright: September 28, 2014

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From the journal Materials Testing Volume 56 Issue 9

Abstract

The literature review showed that honeycomb-structured fine sheet metals were not adequately investigated regarding their fatigue strength. Moreover, some development in experimental methods for fatigue strength of structured specimens will be necessary. Honeycomb-structured fine sheet metals of the deep-drawing steel DC04 with a thickness of 0.5 mm were examined. Three specimen types were prepared and tested for their fatigue strength. The fatigue tests were performed on a resonant testing machine. Analysis of the resonant frequency was used to clarify the issues of stability and degradation mechanism of the structured sheet metals. A method for characterization of honeycomb-structured sheet metals under cyclic load was developed. Adopted clamping plates were constructed and used for the experiments. The fatigue strength of honeycomb-structured sheet metals was determined. The reasons for low fatigue limit of structured sheet metals were exposed and suggestions for improvement were presented.

Kurzfassung

Die Literaturrecherche zeigt, dass wabenstrukturierte Feinbleche bezüglich ihrer Dauerfestigkeit nicht ausreichend untersucht wurden. Außerdem bedarf es der Entwicklung von Prüfmethoden, um die strukturierten Proben auf Schwingfestigkeit zu testen. Untersucht wurden strukturierte Feinbleche aus Tiefziehstahl DC04 mit einer Dicke von 0,5 mm. Es wurden drei Probenarten mit unterschiedlichen Strukturanordnungen aus strukturierten Blechen vorbereitet und auf ihre Dauerschwingfestigkeit untersucht. Die Dauerschwingversuche wurden an einer Resonanzprüfmaschine durchgeführt. Die Frequenzanalyse wurde zur Klärung der Fragen der Stabilität und des Schädigungsmechanismus der strukturierten Bleche eingesetzt. Eine Prüfmethode zur Charakterisierung der wabenstrukturierten Bleche unter zyklischer Belastung wurde entwickelt. Adaptierte Einspannplatten wurden entwickelt und für die Prüfung eingesetzt. Die Schwingfestigkeiten von wabenstrukturierten Blechen wurden ermittelt. Die Ursachen für niedrige Dauerschwingfestigkeit wurden herausgestellt und anschließend Verbesserungsvorschläge vorgestellt.

*Correspondence Address Prof. Dr.-Ing. Sabine Weiß BTU Cottbus-Senftenberg Lehrstuhl für Metallkunde und Werkstofftechnik Konrad-Wachsmann-Allee 17, 03046 Cottbus, Germany E-mail: sabine.weiss@tu-cottbus.de

Fedor Kazak, born in 1975, graduated from Volgograd State Technical University, Russia. He received a degree of metallurgical engineer specialized on physical metallurgy and thermal treatment of metals (Dipl.-Ing.). His professional experiences are: analytical and mechanical characterizations of metal-based materials. He is currently research assistant at Brandenburg Technical University Cottbus-Senftenberg, Germany.

Prof. Dr.-Ing. Sabine Weiß, born in 1964 in Germany, received her Dipl.-Ing. in physical metallurgy and materials science from the Technical University (RWTH) of Aachen, Germany in 1990. She completed her Dr.-Ing. in materials science and engineering at the same university in 1997. As head of the fatigue group in the Institute of Product Engineering, Chair for Materials Science of the University Duisburg-Essen, Germany she completed her Priv.-Doz. in materials science and engineering in 2007. Her research interests are in the field of texture analysis, grain growth, fatigue, and microstructure analysis. At present she is professor for materials science at the Brandenburg Technical University of Cottbus-Senftenberg, Germany and head of the Department of Physical Metallurgy and Materials Science. Her research interests lie in the fields of fatigue, erosion wear, mechanical behaviour of structured sheet metals, and corrosion of technical metallic materials.

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Published Online: 2014-09-28

Published in Print: 2014-09-01

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https://doi.org/10.3139/120.110619