附件C：譯文


預(yù)測凸輪軸疲勞失效的建模方法

摘要：
用灰鑄鐵制造的并且用于越野車的凸輪軸在循環(huán)彎曲與扭轉(zhuǎn)下測量，并且以鐵作為模型。這種作為裂縫建模被用于預(yù)測疲勞極限的一種技術(shù)已經(jīng)被掌握。這種方法采用線性彈性有限元來分析然后推導(dǎo)出一系列等效應(yīng)力強(qiáng)度因子K，以掌握部件應(yīng)力的分布情況。K因子被計(jì)算出來并不需要引入一個(gè)裂縫到部件上，最大應(yīng)力點(diǎn)的周圍應(yīng)力被檢測出來，然后與其相比較來作為中心裂紋板的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這種部件對(duì)于這種技術(shù)來說是一種挑戰(zhàn)，因?yàn)樗梢粋€(gè)鈍的切口受載并且受局部表面影響。作為兩個(gè)不同的設(shè)計(jì)和加載模式，疲勞極限被成功的預(yù)測，但是一些誤差的繼續(xù)存在表明這種理論仍需要進(jìn)行完善。
1.緒論
部件的疲勞極限通常在應(yīng)力濃度方面得以啟動(dòng)，盡管一些局部高周期，塑性疲勞的為實(shí)質(zhì)上是個(gè)線彈性問題，但是像溝槽，棱這些幾何特征例外。當(dāng)被應(yīng)用到高梯度應(yīng)力變化和地缺口敏感性的材料上，傳統(tǒng)方法表現(xiàn)出很低的精度。這種裂縫建模方法論述了用缺口作為裂縫的問題。這就要求一系列等效應(yīng)力強(qiáng)度因子K的計(jì)算，這樣可以使得標(biāo)準(zhǔn)的裂縫力學(xué)方法得以應(yīng)用。疲勞是被這樣假設(shè)的：即強(qiáng)度因子K超過了裂縫的傳播極限。以往的論文已經(jīng)報(bào)道了這種方法在復(fù)雜幾何構(gòu)件方面的應(yīng)用，最近又被應(yīng)用到彎曲與扭轉(zhuǎn)方面。當(dāng)前的文件認(rèn)為這種部件為這種方法提出了兩種挑戰(zhàn)。首先失效發(fā)生在一個(gè)相對(duì)鈍的缺口上，它的應(yīng)力集中因子K大體上是一致的，因此對(duì)這種斷裂力學(xué)模型是否有效并不能夠確定。其次，熔鑄的部件已經(jīng)被確知其具有一層堅(jiān)硬的表面層，它的出現(xiàn)從而可以體高部件的疲勞強(qiáng)度。因此，擴(kuò)展這種裂縫建模方法都很有必要的，包括它的影響。
2.實(shí)驗(yàn)性細(xì)節(jié)
表一和表二顯示了材料的性能和組成，它是一典型的灰鑄鐵。圖一表明了凸輪軸組件的一般視圖，它包括了許多幾何特征。構(gòu)件的一端被固定住作為顯示，然后用彎曲或者扭轉(zhuǎn)對(duì)其加載，在選取的位置上產(chǎn)生失效，在圖一中都得到詳細(xì)的體現(xiàn)。兩種設(shè)計(jì)被測試：第一種設(shè)計(jì)中有一個(gè)熔鑄的缺口，深1mm，底部半徑為1.5mm。在第二種設(shè)計(jì)中，機(jī)械