附件C：譯文

基于應(yīng)變的疲勞分析與設(shè)計
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，能用實驗室的平滑樣件在裂縫的起始位置，用相同周期變形下估計而得。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，因為當(dāng)材料在集中應(yīng)變和零件存在V型刻痕時，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性的運用在零件的早期設(shè)計階段。如果在材料的性能許可之下，疲勞壽命估計可以運用在任何真實零件存在之前的各種有可能的幾何設(shè)計和制造工序中。這可以在早期設(shè)計過程中識別和舍棄不滿意的設(shè)計方案，這樣能減少重復(fù)設(shè)計的次數(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合理的方法去區(qū)別高周疲勞壽命和低周疲勞壽命機制，以及包括局部刻痕的塑性變形和平均應(yīng)力對疲勞壽命的影響。
因為材料的參數(shù)僅僅與實驗室的樣件有關(guān)，材料的構(gòu)成會影響實際零件：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驗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間可能會減少使用局部應(yīng)變—壽命分析方法帶來的經(jīng)濟效益。