复杂车辆结构的疲劳分析和局部应力应变法[外文翻译].doc

复杂车辆结构的疲劳分析和局部应力应变法
F.A. Conle and C.-C. Chu

摘要
在过去的20年‘应变寿命’的疲劳分析体系在北美汽车、卡车等行业成为了美国工业的标准。虽然该方法的基本概念很简单，随着技术的大规模电脑数字化及其与大动态加载的车身底盘耐久性计算模型得融合，使工程师有了新的能力和洞察力来评价疲劳，同时也意味着给疲劳仿真软件的创造者带来了新的挑战。
本文介绍这类软件在汽车行业中发展的主要过程，包括最初通过应力-应变迟滞线形状和记忆模式观察应力-应变行为，进而成为与计算汽车结构载荷的汽车动力学模型、将载荷转变为局部应力的有限元模型等密切相关的程序，以及进行塑性修正和寿命评价的程序，该程序以彩色云图的方式显示车身底盘的预测寿命。
（关键字：疲劳强度分析；应力应变；应变寿命；车辆；车辆动力学模型）

1 引言
汽车行业的目标是进行尽可能少的原理样机试验，最好是只有一个最终验证模型。虽然，在达到这种理想状态之前必须创建和验证多个软件包，但是现在看来实现目标是很可能的。经济压力使原理样机试验的数量减少，最大限度减少测试/设计迭代，优化重量，并缩短设计周期，这些方面的努力正在推动我们朝着这一目标前进。但是愿景是怎样的呢？我们希望能够‘驾驶'试验场数字版本的电脑车，观察车辆荷载的反应，及‘看'在组成车整体或者部分的任意一个单元或者所有单元的载荷历程，经过几何形状或厚的反复优化过程，直到我们达到设计寿命最低重量标准。虽然其他设计领域，如碰撞的设计，或振动/噪音也涉及这些过程，但是这里文中的重点是只对程序的耐用性方面。
通常疲劳问题的解决靠解决的三个主要方面的现象：材料特性;几何的影响;以载荷历程。这些条件既是简单部件如悬臂，弹簧等计算的先决条件，也是大型部件如汽车或卡车车身的计算的先决条件。

2材料性能
Bauschinger[1]的工作在观察拉伸塑性后的压缩屈服的变化被认可，观察由他的数据得到的图形（图1），表明现代循环变形模型的两个基本要素：材料记忆效应和Masing[3]行为。