董国疆，杜 飞，王 威，郎玉玲

（1.燕山大学，河北省特种运载装备重点实验室，秦皇岛 066004； 2.中信戴卡股份有限公司工程仿真中心，秦皇岛 066004）

前言

汽车行业发展至今，世界各大汽车厂商对于汽车的研发已经形成了属于自己的一套独有的研发体系，而耐久性试验是其中最重要的验证环节［1］之一。大量的耐久性试验发现，结构件的疲劳寿命通常高于理论或仿真预估的疲劳寿命，究其原因主要是在估算结构件寿命时往往只考虑高于疲劳极限的载荷，而忽略了低于疲劳极限的载荷［2］。据统计显示，耐久性试验载荷谱中80%的随机载荷均为低于疲劳极限的载荷，然而这些小载荷会对构件产生不同程度的强化作用［3－4］，即低载荷强化效应，最早是被英国的GOUGH发现并验证的。而后诸多学者对大量的金属及合金材料进行了低载荷强化效果实验，揭示其机理为小载荷引起金属基体中位错增殖和移动行为，大量位错在晶界上聚集而形成钉扎作用，使位错再运动和滑移阻力增加，导致金属屈服点上升且疲劳强度提高，产生强化效应［5］。另有研究表明金属材料的低载荷强化特性受所施加载荷大小和载荷循环次数有关，分别存在最佳强化载荷和最佳强化次数［6］。国内学者对低载荷强化效应在机械构件上的应用开展了大量研究，卢曦等［7］研究低幅载荷对某轿车倒挡圆柱齿轮的影响，发现疲劳强度提高了3.97%，疲劳寿命提高了109%；郑松林等［8］探索低幅锻炼载荷对汽车传动轴的影响，分别用低载扭矩作为锻炼载荷并循环加载，再以301 N·m大扭矩载荷进行剩余疲劳强度试验，发现在经99 N·m扭矩锻炼20万次下的传动轴疲劳强度提高33%；……