弯曲过载对45号正火钢扭转疲劳的影响[外文翻译].rar

附件C：译文

弯曲过载对45号正火钢扭转疲劳的影响
J.J.F. Bonnen a,*, T.H. Topper b
a美国福特汽车公司科学研究实验室机械工程师，b加拿大安大略省滑铁卢大学土木工程学院
摘要
本文通过主动轴的变幅弯扭疲劳试验来探究过载对45号正火钢疲劳寿命的影响。分别在这些轴上施加周期性的弯曲过载和静弯矩以确定它们对扭转疲劳的影响。实验表明，这种屈服应力水平下的弯曲偏移会降低轴的扭转疲劳极限并在中等和长的寿命水平上缩短扭转疲劳寿命。这种影响的幅度与单轴过载十分相似，同时还发现了一个能使单轴和多轴数据集落到单一寿命曲线的多轴疲劳参数。本试验假设，裂纹面间相互作用的减少导致有效应变强度增加进而降低疲劳强度。
关键词：双轴疲劳，多轴疲劳，过载，弯扭疲劳


命名
疲劳强度指数 施加到试件上的小循环次数
疲劳延展性系数 使试件上失效的小循环次数
法向应变 施加到试件上过载循环次数
疲劳延展性系数 使试件上失效的过载循环次数
闭合自由有效应变范围 应力
固有应变范围 疲劳强度系数
基于破坏参数的应变范围 单应变循环下的
疲劳时的工程应变 面上的削弱作用
杨式弹性模量 上、下标含义
过载间的小循环次数 正交方向
强度系数 一个循环下的最大值
循环强度系数 一个循环下的最小值
应变指数 一个循环下的幅值
循环应变指数
幅值为i的循环次数
幅值为i并使试件失效的循环次数

1. 引言
长裂纹和低应力水平的经验表明拉伸载荷会提高疲劳寿命而压载荷会降低疲劳寿命。拉伸载荷将导致大量裂纹尖端塑形区的形成，结果在塑形区产生弹性限制，从而留下能减缓裂纹扩展的残余压应力。相反地，压载荷将减少残余压应力，最终降低疲劳寿命。然而，DuQuesnay对钢和铝合金的研究结果表明，当应力载荷的应力水平与净截面的屈服极限很接近时，压载荷和拉伸载荷都会加速裂纹的扩展因而降低疲劳寿命[1][2]。这种数量级的压载荷被认为能够挤压凸起的部分并使裂纹尖端闭合，而拉伸载荷会使裂纹扩展并导致净截面呈塑形状态而不会再产生名义上的残余压应力。此外，他还发现那样的载荷将通过减少裂纹的闭合和在比疲劳寿命低的允许循环次数中扩展裂纹而严重地降低疲劳极限。该研究之外，一种系统的裂纹扩展理论已经形成，这在文献[3-7]有详细介绍。