附件C：譯文

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

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

1. 簡介
已經(jīng)成熟的X射線斷口金相檢驗技術，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系。不像斷口組織實驗那樣，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，痕跡上的每個晶粒的晶格處于一致的應變狀態(tài)，這種應變狀態(tài)又導致衍射峰自由應力值的轉(zhuǎn)移。另一方面，由于塑性應變，痕跡上的每個晶粒存在不均勻的排列錯位。這些錯位與非均勻晶格的宏應變有關系，這種宏應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。在導致裂縫擴展的外力不存在的情況下，各種應變都會存留下來。
因此，X射線衍射被用作宏應變測量。而且，存在的應力可以利用包括機械測量的材料彈性常數(shù)計算來決定，或者利用包含通過已知應力測量張緊伸長量的校準規(guī)程來決定。這種彈性應力與一種叫做殘余應力的宏應力有關。衍射峰寬度的增長和一種淬火金屬或合金的漸進塑性變形是得到確認的，容易通過實驗事實
證實，但是它們不是一般的關系，而且每一種材料的這一屬性都必須通過實驗確定下來。