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摘要
轴承钢在滚动接触疲劳(RCF)中失效的主要原因之一是亚表面白蚀区(WEA)的形成。本文从塑性应变累积引起剪切局域化新的角度对WEA进行了研究。通过耦合晶体塑性和相场损伤理论建立了损伤演化本构模型，研究了非金属夹杂处塑性应变累积和损伤演化。研究表明，接触疲劳载荷引起的塑性应变局域化导致了剪切带的形成。剪切带的形貌、取向和应变与WEA的一致，表明WEA实际上是应变局域化的剪切带。晶体取向对WEA损伤的形成和发展有很大的影响，WEA仅在择优的晶体取向下形成。与软夹杂周围的剪切带和损伤演化不同，硬夹杂处的剪切带与夹杂相切，形成的四条剪切变形带将夹杂“包围”。剪切带内部处于高应变和低应力的状态，带中心处应变达到最大，随带宽两侧急剧减小，而中心处应力却最小，几乎为零，沿带宽两侧增大。这说明裂纹在剪切带内萌生和扩展。该结论阐明了裂纹和WEA形成的关系，即裂纹是在WEA形成过程中因应变不协调产生，而非裂纹先产生，后摩擦导致WEA形成。
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