谢东洋， 陈爱军， 董亚伟

（南京理工大学 理学院，南京210094）

0 引 言

材料受到非对称应力循环载荷时会产生塑性变形的循环累积，这种现象称为棘轮效应。工程实际问题中的构件产生棘轮效应，会导致疲劳寿命减少，甚至会导致构件的变形超限而提前报废，这是构件的寿命评估和结构可靠性分析必须考虑的因素。要解决这项难题，必须要系统地研究材料的循环变形，探究材料应变控制循环的相关特性和应力控制循环的棘轮行为，进而建立相关的循环塑性本构模型去准确预测棘轮变形。近30年来，为了探索金属材料的棘轮行为，学者们开展了大批实验研究和各类本构模型研究，使棘轮行为的研究得到了发展[1-3]。目前，对棘轮效应的实验研究主要有以下几类：在应力状态方面，分为单轴棘轮效应实验和多轴棘轮效应实验；在应力水平方面，通过改变平均应力和应力幅值，研究应力水平对棘轮效应的影响；在温度方面，在不同的温度[4]下开展了大量的棘轮效应实验；在材料方面，对各类金属、合金[5]及复合材料[6]等开展了大量的棘轮效应实验；此外，还在腐蚀环境[7]、蠕变[8]、时间相关性[9]等方面开展了棘轮效应实验。在棘轮效应相关实验中，平均应力和应力幅值是影响材料棘轮行为的主要因素[10]之一，大部分实验的开展均是通过控制平均应力和应力幅值加载条件，来讨论材料的棘轮行为。然而关于材料的应变循环特性和棘轮行为受加载历史影响的研究比较缺乏，并且对非室温环境下材料棘轮行为的研究也不够深入，对于全面揭示材料棘轮行为来说，这些方面仍然需要大力发展。……