附件C：譯文

基于有限元的疲勞裂紋表面附近殘余應(yīng)力分布分析 G.H.RUBIOLO&J.C.RIOS & P.GARGANO
阿根廷國(guó)家原子能委員會(huì)材料部，阿根廷布宜諾斯艾利斯自由大道8250（1429）號(hào)

摘要——這是一個(gè)基于彈塑性有限元模型對(duì)疲勞裂紋表面附近殘余應(yīng)力和等價(jià)的塑性應(yīng)變分布的分析研究。重點(diǎn)是尋找裂紋表面殘余應(yīng)力和外加壓力強(qiáng)度因子在△K范圍內(nèi)的相互關(guān)系。特別要注意的是外加壓力和工作硬化等級(jí)引起的慣性作用。發(fā)現(xiàn)一個(gè)特性：裂紋表面殘余應(yīng)力會(huì)隨著△K的增大而升高，直到△K達(dá)到某一極大值后開(kāi)始降低。裂紋表面殘余應(yīng)力的減少和增長(zhǎng)的不穩(wěn)定性與斷裂面下的殘余應(yīng)力及等價(jià)塑性應(yīng)變分布是有關(guān)聯(lián)的。還發(fā)現(xiàn)裂紋表面下的殘余應(yīng)力和等價(jià)的塑性應(yīng)變分布都可以用來(lái)估算單一的塑性區(qū)域的大小或者△Kmax和循環(huán)應(yīng)變范圍的大小或△K。◎1998 艾斯維爾科技責(zé)任有限公司。
關(guān)鍵詞：殘余應(yīng)力、疲勞、有限元、斷裂面表面

1. 簡(jiǎn)介
已經(jīng)成熟的X射線斷口金相檢驗(yàn)技術(shù)，提供了一種全新的檢查斷裂表面的方法。在中方法中，發(fā)現(xiàn)X射線的參數(shù)如從裂紋表面得到的位移及衍射峰的增寬和成形表面以下的外加壓力水平有關(guān)系。不像斷口組織實(shí)驗(yàn)?zāi)菢?，這種方法最顯著的特征之一是不僅僅能提供裂紋表面上的信息，還有裂紋表面下的信息。
產(chǎn)生在擴(kuò)大的疲勞裂紋尖端的局部塑性變形在斷口表面留下一條不均勻的塑性變形痕跡。從完全恢復(fù)的形變到未變形的彈性狀態(tài)，這條痕跡受到鄰近的彈性區(qū)域的約束。由于存在這一約束，痕跡上的每個(gè)晶粒的晶格處于一致的應(yīng)變狀態(tài)，這種應(yīng)變狀態(tài)又導(dǎo)致衍射峰自由應(yīng)力值的轉(zhuǎn)移。另一方面，由于塑性應(yīng)變，痕跡上的每個(gè)晶粒存在不均勻的排列錯(cuò)位。這些錯(cuò)位與非均勻晶格的宏應(yīng)變有關(guān)系，這種宏應(yīng)變局部扭曲了衍射面的空隙和引起與衍射線相符合的增寬。在導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展的外力不存在的情況下，各種應(yīng)變都會(huì)存留下來(lái)。
因此，X射線衍射被用作宏應(yīng)變測(cè)量。而且，存在的應(yīng)力可以利用包括機(jī)械測(cè)量的材料彈性常數(shù)計(jì)算來(lái)決定，或者利用包含通過(guò)已知應(yīng)力測(cè)量張緊伸長(zhǎng)量的校準(zhǔn)規(guī)程來(lái)決定。這種彈性應(yīng)力與一種叫做殘余應(yīng)力的宏應(yīng)力有關(guān)。衍射峰寬度的增長(zhǎng)和一種淬火金屬或合金的漸進(jìn)塑性變形是得到確認(rèn)的，容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)
證實(shí)，但是它們不是一般的關(guān)系，而且每一種材料的這一屬性都必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定下來(lái)。