A new method to measure the cyclic R-curve by means of DIC

Cyclic R-curve is vitally important for appropriately estimating the stress levels for infinite fatigue life within Damage Tolerance design. Its determination was historically performed via potential drop measurement. However, technological developments in the last two decades has led to the introduction of a new method. The improved image resolution of modern cameras makes it possible to obtain crack propagation and closure measurements via Digital Image Correlation, which can then be used to deduce the cyclic R-curve. In this work, basic principles of fatigue are illustrated, along with closure phenomena, experimental closure measurements and Damage Tolerance design for infinite fatigue life. Experimental data from Digital Image Correlation measurements performed at Politecnico di Milano are compared with potential drop data. Finally, the possible applications of cyclic R-curve to stress based assessment, namely Kitagawa-Takahashi diagram, are explored.

La curva di resistenza a propagazione ciclica è di vitale importanza per la stima dei livelli di sforzo per vita a fatica illimitata, nell'ambito della progettazione tramite Damage Tolerance. La determinazione della curva di resistenza a propagazione ciclica è stata effettuata storicamente attraverso misure di caduta di potenziale. Tuttavia, gli sviluppi tecnologici degli ultimi due decenni hanno portato all'introduzione di un nuovo metodo. La risoluzione delle immagini garantita delle più moderne videocamere ha reso possibile ottenere misure di propagazione e closure utilizzando la Digital Image Correlation. Grazie a queste misure è possibile ricavare la curva di resistenza a propagazione ciclica. In questo lavoro sono stati riportati i principi fondamentali della fatica, inclusi i fenomeni e le tecnologie di misura legati alla closure, nonché la progettazione per vita a fatica illimitata tramite Damage Tolerance. I dati sperimentali ottenuti al Politecnico di Milano attraverso la Digital Image Correlation sono stati confrontati con dati provenienti da misure di tensione. Infine, sono state valutate le possibilità di impiego della curva di resistenza a propagazione ciclica per verifiche basate sugli sforzi, come il diagramma di Kitagawa-Takahashi.