Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loading

Highâ€strength cast iron is used for manufacturing the supporting elements of minerals and cement clinker grinding machines. The dross layer remains inside large dimension castings after manufacturing. It has worse mechanical properties and resistance to fatigue crack formation and propagation. In t...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Mindaugas Kazimieras LeonaviÄius, Gediminas Petraitis, Marijonas Å ukÅ¡ta, Vytas Svalbonas
Format: Article
Language:English
Published: Vilnius Gediminas Technical University 2006-06-01
Series:Journal of Civil Engineering and Management
Subjects:
Online Access:http://localhost/journals.vgtu.lt/index.php/JCEM/article/view/8796
_version_ 1818903290053656576
author Mindaugas Kazimieras LeonaviÄius
Gediminas Petraitis
Marijonas Šukšta
Vytas Svalbonas
author_facet Mindaugas Kazimieras LeonaviÄius
Gediminas Petraitis
Marijonas Šukšta
Vytas Svalbonas
author_sort Mindaugas Kazimieras LeonaviÄius
collection DOAJ
description Highâ€strength cast iron is used for manufacturing the supporting elements of minerals and cement clinker grinding machines. The dross layer remains inside large dimension castings after manufacturing. It has worse mechanical properties and resistance to fatigue crack formation and propagation. In this paper, the results of an experimental investigation of cyclic bending strength of semiâ€natural specimens from cast iron with a dross layer of 10–11 mm thickness are presented. The mechanical properties and structures of the base and dross layers differed considerably. Before testing the methods of defectoscopy were applied to detect technology defects. The stress ratio was r = â€0,62 and the stress alternating range varied from 70 to 280 MPa. To 1*108cycles, crack growth was insignificant. Further crack propagation was controlled. The 1st specimen was broken after 3*108 and the 2nd one after 2*108 cycles. The dependencies of crack propagation on cycle number and stress intensity factor range were estimated. The dross layer stops crack propagation, when crack front passes from dross to base metal. Medžiagų, skirtų malÅ«nų ir uolienų smulkintuvų įrenginiams, atsparumas gigaciklei apkrovai Santrauka Uolienų smulkintuvų ir cemento klinkerio malÅ«nų atraminių mazgų gamybai naudojamas stiprusis ketus. Didelių matmenų detalÄ—se liejimo proceso metu lieka nuodegų ir neaiÅ¡kių pagrindinio metalo darinių. Jų blogesni mechaninių savybių rodikliai ir geba prieÅ¡intis plyÅ¡io atsiradimui bei plitimui. Straipsnyje pateikiami pusiau natÅ«rinių staÄiakampio skerspjÅ«vio bandinių iÅ¡ ketaus su 10–11 mm storio nuodegų sluoksniu eksperimentiniai ciklinio lenkimo tyrimo rezultatai. PrieÅ¡ eksperimentÄ… defektoskopijos metodu buvo nustatyti technologiniai defektai. Ciklinio deformavimo asimetrijos koeficientas r = –0,62, įtempių intervalas kito nuo 70 iki 280 MPa. Ciklų plyÅ¡iai iki 1·108 didÄ—jo nežymiai. Toliau varginant ir didinant įtempių intervalÄ…, plyÅ¡io augimas buvo kontroliuojamas. Pirmasis bandinys suiro po 3·108 , antrasis – po 2·108 ciklų. EksperimentiÅ¡kai nustatyta plyÅ¡io plitimo rodiklių priklausomybÄ— nuo ciklų skaiÄiaus ir įtempių intensyvumo koeficiento kitimo intervalo. PlyÅ¡io plitimÄ… stabdo tarpinis sluoksnis, pereinant nuo nuodegų sluoksnio į pagrindinį metalÄ…. Raktiniai žodžiai: uolienų trupintuvas, nuovargis, plyÅ¡io plitimas, įtempių intensyvumo slenkstis. First Published Online: 14 Oct 2010
first_indexed 2024-12-19T20:49:11Z
format Article
id doaj.art-9b92e78e35e44d18afcc0118267d3774
institution Directory Open Access Journal
issn 1392-3730
1822-3605
language English
last_indexed 2024-12-19T20:49:11Z
publishDate 2006-06-01
publisher Vilnius Gediminas Technical University
record_format Article
series Journal of Civil Engineering and Management
spelling doaj.art-9b92e78e35e44d18afcc0118267d37742022-12-21T20:06:08ZengVilnius Gediminas Technical UniversityJournal of Civil Engineering and Management1392-37301822-36052006-06-0112210.3846/13923730.2006.9636385Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loadingMindaugas Kazimieras LeonaviÄius0Gediminas Petraitis1Marijonas Å ukÅ¡ta2Vytas Svalbonas3Dept Strength of Materials, Vilnius Gediminas Technical University, SaulÄ—tekio al. 11, LT-10223 Vilnius, LithuaniaDept Strength of Materials, Vilnius Gediminas Technical University, SaulÄ—tekio al. 11, LT-10223 Vilnius, LithuaniaDept Strength of Materials, Vilnius Gediminas Technical University, SaulÄ—tekio al. 11, LT-10223 Vilnius, LithuaniaMetso Minerals Industries, Inc. Arch Street, P.O. Box 15312, York, PA 17405-7312, USAHighâ€strength cast iron is used for manufacturing the supporting elements of minerals and cement clinker grinding machines. The dross layer remains inside large dimension castings after manufacturing. It has worse mechanical properties and resistance to fatigue crack formation and propagation. In this paper, the results of an experimental investigation of cyclic bending strength of semiâ€natural specimens from cast iron with a dross layer of 10–11 mm thickness are presented. The mechanical properties and structures of the base and dross layers differed considerably. Before testing the methods of defectoscopy were applied to detect technology defects. The stress ratio was r = â€0,62 and the stress alternating range varied from 70 to 280 MPa. To 1*108cycles, crack growth was insignificant. Further crack propagation was controlled. The 1st specimen was broken after 3*108 and the 2nd one after 2*108 cycles. The dependencies of crack propagation on cycle number and stress intensity factor range were estimated. The dross layer stops crack propagation, when crack front passes from dross to base metal. Medžiagų, skirtų malÅ«nų ir uolienų smulkintuvų įrenginiams, atsparumas gigaciklei apkrovai Santrauka Uolienų smulkintuvų ir cemento klinkerio malÅ«nų atraminių mazgų gamybai naudojamas stiprusis ketus. Didelių matmenų detalÄ—se liejimo proceso metu lieka nuodegų ir neaiÅ¡kių pagrindinio metalo darinių. Jų blogesni mechaninių savybių rodikliai ir geba prieÅ¡intis plyÅ¡io atsiradimui bei plitimui. Straipsnyje pateikiami pusiau natÅ«rinių staÄiakampio skerspjÅ«vio bandinių iÅ¡ ketaus su 10–11 mm storio nuodegų sluoksniu eksperimentiniai ciklinio lenkimo tyrimo rezultatai. PrieÅ¡ eksperimentÄ… defektoskopijos metodu buvo nustatyti technologiniai defektai. Ciklinio deformavimo asimetrijos koeficientas r = –0,62, įtempių intervalas kito nuo 70 iki 280 MPa. Ciklų plyÅ¡iai iki 1·108 didÄ—jo nežymiai. Toliau varginant ir didinant įtempių intervalÄ…, plyÅ¡io augimas buvo kontroliuojamas. Pirmasis bandinys suiro po 3·108 , antrasis – po 2·108 ciklų. EksperimentiÅ¡kai nustatyta plyÅ¡io plitimo rodiklių priklausomybÄ— nuo ciklų skaiÄiaus ir įtempių intensyvumo koeficiento kitimo intervalo. PlyÅ¡io plitimÄ… stabdo tarpinis sluoksnis, pereinant nuo nuodegų sluoksnio į pagrindinį metalÄ…. Raktiniai žodžiai: uolienų trupintuvas, nuovargis, plyÅ¡io plitimas, įtempių intensyvumo slenkstis. First Published Online: 14 Oct 2010http://localhost/journals.vgtu.lt/index.php/JCEM/article/view/8796clinker millsfatiguecrack propagationstress intensity threshold
spellingShingle Mindaugas Kazimieras LeonaviÄius
Gediminas Petraitis
Marijonas Šukšta
Vytas Svalbonas
Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loading
Journal of Civil Engineering and Management
clinker mills
fatigue
crack propagation
stress intensity threshold
title Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loading
title_full Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loading
title_fullStr Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loading
title_full_unstemmed Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loading
title_short Strength of mining and building equipment materials subjected to Gigacycle loading
title_sort strength of mining and building equipment materials subjected to gigacycle loading
topic clinker mills
fatigue
crack propagation
stress intensity threshold
url http://localhost/journals.vgtu.lt/index.php/JCEM/article/view/8796
work_keys_str_mv AT mindaugaskazimierasleonaviaius strengthofminingandbuildingequipmentmaterialssubjectedtogigacycleloading
AT gediminaspetraitis strengthofminingandbuildingequipmentmaterialssubjectedtogigacycleloading
AT marijonasaukata strengthofminingandbuildingequipmentmaterialssubjectedtogigacycleloading
AT vytassvalbonas strengthofminingandbuildingequipmentmaterialssubjectedtogigacycleloading