附件C：譯文

基于應(yīng)變的疲勞分析與設(shè)計(jì)
1 引言
在前面一章里呈現(xiàn)了基于應(yīng)力的疲勞壽命預(yù)測的零部件設(shè)計(jì)及分析技術(shù)。這種零件的疲勞分析僅適用于存在彈性應(yīng)力和應(yīng)變的情況。然而，大多數(shù)零件可能存在名義上的周期彈性應(yīng)力，但是由于零件里存在刻痕，焊接或其他的應(yīng)力集中，可能會(huì)引起局部周期的塑性變形。在這種情況下，在20世紀(jì)50年代發(fā)展了另一種通過采用局部應(yīng)變對(duì)疲勞特性的控制方法（局部應(yīng)變—壽命分析方法），而且它被證明能更有效地預(yù)測零件的疲勞壽命。
局部應(yīng)變—壽命分析方法是基于有開裂成核和鋸齒狀的裂縫的零件的壽命，能用實(shí)驗(yàn)室的平滑樣件在裂縫的起始位置，用相同周期變形下估計(jì)而得。如圖1所示。通過這種概念，如果知道被測零件與樣件的局部應(yīng)變和疲勞壽命的關(guān)系，我們就可以測量零件在循環(huán)載荷下某一點(diǎn)的疲勞壽命。具有代表性的應(yīng)變—壽命關(guān)系是應(yīng)力與疲勞壽命的曲線，它是通過對(duì)軸進(jìn)行應(yīng)變控制的壽命測試，測試材料是平滑、拋光后的樣件。軸的應(yīng)變控制壽命測試是被推薦的，因?yàn)楫?dāng)材料在集中應(yīng)變和零件存在V型刻痕時(shí)，即便是在周期載荷條件下零件主要變現(xiàn)為彈性，但是仍可能存在周期性的塑性變形。
局部應(yīng)變—壽命分析方法可以主動(dòng)性的運(yùn)用在零件的早期設(shè)計(jì)階段。如果在材料的性能許可之下，疲勞壽命估計(jì)可以運(yùn)用在任何真實(shí)零件存在之前的各種有可能的幾何設(shè)計(jì)和制造工序中。這可以在早期設(shè)計(jì)過程中識(shí)別和舍棄不滿意的設(shè)計(jì)方案，這樣能減少重復(fù)設(shè)計(jì)的次數(shù)?？梢钥s短開發(fā)周期，盡快將產(chǎn)品推向市場。局部應(yīng)變—壽命分析方法在以下情況應(yīng)該作為首選：經(jīng)歷不規(guī)則載荷或隨機(jī)載荷和某處的平均應(yīng)力和載荷先后次序的影響被認(rèn)為是很重要的地方。這種理論同樣能提供一個(gè)合理的方法去區(qū)別高周疲勞壽命和低周疲勞壽命機(jī)制，以及包括局部刻痕的塑性變形和平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響。
因?yàn)椴牧系膮?shù)僅僅與實(shí)驗(yàn)室的樣件有關(guān)，材料的構(gòu)成會(huì)影響實(shí)際零件：比如說表面的粗加工和精加工，殘余應(yīng)力以及材料的特性隨淬火和焊接方法的改變，在局部應(yīng)變—壽命分析方法中都不能被恰當(dāng)?shù)慕忉?。表面加工的影響可以通過使用測試實(shí)驗(yàn)室的相同表面的樣件進(jìn)行消除。但是這些所需的額外的成本和時(shí)間可能會(huì)減少使用局部應(yīng)變—壽命分析方法帶來的經(jīng)濟(jì)效益。