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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2疲劳研究的目的2

1.3疲劳研究的内容和方法3

1.4疲劳研究中应考虑的因素6

1.5本书编写的目的与主要内容9

1.6结语11

参考文献11

第一部分 基本的疲劳公式17

第2章 应变疲劳公式17

2.1引言17

2.2应变疲劳的由来与发展17

2.3应变疲劳寿命曲线与表达式19

2.4应变疲劳公式24

2.5应变疲劳寿命的预测29

2.6高温应变疲劳表达式33

2.7结语36

参考文献36

第3章 循环局部应变范围的近似公式40

3.1引言40

3.2切口的应力-应变分析40

3.3局部应变范围的近似计算公式46

3.4局部应变范围的通用近似计算公式51

3.5超载对局部应变范围的影响52

3.6结语53

参考文献54

第4章 疲劳裂纹起始寿命公式57

4.1引言57

4.2疲劳裂纹起始的过程和机理58

4.3疲劳裂纹起始寿命62

4.4疲劳裂纹起始的力学模型66

4.5铝合金的疲劳裂纹起始寿命与门槛值68

4.6高强度低合金钢的疲劳裂纹起始寿命70

4.7超高强度钢的疲劳裂纹起始寿命73

4.8钛合金的疲劳裂纹起始寿命75

4.9疲劳裂纹起始抗力系数与门槛值75

4.10金属材料疲劳裂纹起始寿命的预测79

4.11结语82

参考文献83

第5章 应力疲劳寿命公式88

5.1引言88

5.2应力疲劳寿命公式与疲劳极限的研究89

5.3应力疲劳寿命的一般公式91

5.4金属材料在交变对称循环载荷下的应力疲劳寿命与表达式94

5.5金属材料不同应力比下的应力疲劳寿命与表达式99

5.6理论疲劳极限103

5.7等寿命图及表达式108

5.8疲劳切口敏感度114

5.9切口试件的疲劳寿命表达式116

5.10复合应力状态下金属材料的疲劳强度118

5.11结语120

参考文献121

第6章 疲劳裂纹扩展速率公式——疲劳裂纹扩展的力学模型124

6.1引言124

6.2疲劳裂纹扩展的一般规律125

6.3影响疲劳裂纹扩展速率的因素126

6.4疲劳裂纹扩展的机理129

6.5疲劳裂纹扩展的力学模型135

6.6钢的疲劳裂纹扩展速率140

6.7铝合金的疲劳裂纹扩展速率145

6.8钛合金疲劳裂纹扩展速率147

6.9疲劳裂纹扩展门槛值149

6.10金属材料疲劳裂纹扩展速率的预测153

6.11描述材料完整疲劳裂纹扩展行为的新公式155

6.12关于疲劳短裂纹问题166

6.13结语169

参考文献169

第7章 热疲劳寿命表达式174

7.1引言174

7.2模具钢的热寿命表达式174

7.3热障涂层的热疲劳寿命表达式177

7.4结语180

参考文献180

第二部分 特殊服役条件下的疲劳185

第8章 金属的低温疲劳185

8.1引言185

8.2低温下金属材料的拉伸性能与疲劳极限186

8.3低温下金属材料的应变疲劳188

8.4金属材料的低温疲劳裂纹起始寿命192

8.5低温疲劳裂纹起始寿命的预测196

8.6低温下金属材料疲劳裂纹扩展的一般规律199

8.7低温下铝合金的疲劳裂纹扩展速率205

8.8低温下高强度低合金钢的疲劳裂纹扩展速率207

8.9低温下金属的疲劳裂纹扩展门槛值210

8.10具有面心立方晶格金属的低温疲劳裂纹扩展速率的预测213

8.11低碳钢的低温疲劳裂纹扩展速率的预测215

8.12低温下疲劳裂纹扩展的韧脆转变216

8.13结语218

参考文献219

第9章 金属的腐蚀疲劳222

9.1引言222

9.2气体环境对金属疲劳性能的影响223

9.3液体环境对金属疲劳性能的影响229

9.4腐蚀环境中金属的应变疲劳寿命236

9.5金属材料的腐蚀疲劳裂纹起始寿命240

9.6关于腐蚀疲劳裂纹起始抗力系数和门槛值244

9.7腐蚀环境中金属的疲劳裂纹扩展一般规律245

9.8腐蚀环境中铝合金的疲劳裂纹扩展速率248

9.9钛合金的腐蚀疲劳裂纹扩展速率254

9.10腐蚀环境中钢的疲劳裂纹扩展速率255

9.11结语257

参考文献258

第10章 金属在冲击载荷下的疲劳261

10.1引言261

10.2关于冲击疲劳的研究261

10.3试件柔度的计算与试验标定264

10.4冲击力的计算与测定268

10.5冲击疲劳试验条件下KI的表达式269

10.6冲击疲劳载荷下的疲劳裂纹起始寿命270

10.7预测冲击疲劳裂纹起始寿命的可能性273

10.8冲击疲劳载荷下金属的疲劳裂纹扩展速率274

10.9结语276

参考文献276

第11章 金属的微动疲劳278

11.1引言278

11.2微动损伤的特征与机理278

11.3微动疲劳的试验方法281

11.4影响微动损伤的因素282

11.5微动疲劳寿命表达式286

11.6微动疲劳损伤的防治289

11.7结语291

参考文献291

第三部分 疲劳数据的统计分析与带存活率的疲劳寿命曲线表达式295

第12章 疲劳试验数据的统计分析方法295

12.1引言295

12.2疲劳试验数据的分散性295

12.3疲劳试验数据的统计分析基础297

12.4正态分布300

12.5韦布尔分布306

12.6绘制安全寿命曲线的作图法307

12.7疲劳极限的试验测定310

12.8结语313

参考文献314

第13章 带存活率的疲劳寿命曲线与疲劳强度的概率分布315

13.1引言315

13.2绘制带存活率的疲劳寿命曲线的解析法（Ⅰ）315

13.3疲劳强度的概率分布319

13.4疲劳寿命概率分布对P-S-N曲线和疲劳强度概率分布的影响320

13.5绘制带存活率的疲劳寿命曲线的解析法（Ⅱ）323

13.6确定带存活率疲劳寿命曲线和疲劳强度概率分布的简化解析法325

13.7确定带存活率的疲劳寿命曲线的三种方法的趋同性329

13.8关于疲劳裂纹扩展速率的分散性与P-△K-da/dN曲线334

13.9结语335

参考文献336

第四部分 变幅载荷下疲劳寿命估算模型339

第14章 疲劳裂纹起始的超载效应339

14.1引言339

14.2疲劳裂纹起始的超载效应研究的简要回顾339

14.3高强度铝合金疲劳裂纹起始的超载效应344

14.4超载效应因子346

14.5高强度低合金钢疲劳裂纹起始的超载效应348

14.6中碳钢疲劳裂纹起始的超载效应353

14.7铝合金孔挤压件疲劳裂纹起始的超载效应354

14.8结语355

参考文献355

第15章 变幅载荷下疲劳寿命及概率分布的预测358

15.1引言358

15.2寿命预测中应考虑的因素359

15.3变幅载荷下铝合金切口件疲劳裂纹起始寿命的预测模型363

15.4变幅载荷下低合金高强度钢的切口件疲劳裂纹起始寿命的预测366

15.5变幅载荷下中碳钢切口件的疲劳寿命的预测369

15.6铝合金孔壁挤压件的寿命预测372

15.7变幅载荷下铝合金疲劳裂纹起始寿命概率分布的预测373

15.8变幅载荷下高强度低合金钢疲劳寿命概率分布的预测377

15.9中碳钢切口件变幅载荷下疲劳寿命概率分布的预测380

15.10白铜丝两级载荷下疲劳寿命概率分布的预测386

15.11结语389

参考文献390

第16章 疲劳寿命预测中的小载荷省略准则392

16.1引言392

16.2关于疲劳损伤的研究393

16.3小载荷省略准则研究的理论基础394

16.4高强度低合金钢切口件的小载荷省略准则395

16.5中碳钢切口件的小载荷省略准则396

16.6中碳钢摩擦焊接头的小载荷省略准则400

16.7结语407

参考文献407

第17章 变幅载荷下铝合金腐蚀疲劳裂纹起始寿命的预测410

17.1引言410

17.2铝合金腐蚀疲劳裂纹起始的超载效应411

17.3变载下铝合金切口件腐蚀疲劳裂纹起始寿命的预测模型与验证414

17.4结语418

参考文献418

第五部分 某些典型结构件的疲劳与寿命预测423

第18章 焊接件的疲劳寿命预测423

18.1引言423

18.2关于焊接件的疲劳寿命估算模型423

18.3焊接件中的疲劳裂纹起始与扩展426

18.4含缺陷的16Mn钢对焊接头的疲劳寿命及预测模型428

18.5 16Mn钢焊接件的疲劳寿命432

18.6焊接件寿命估算应考虑的因素435

18.7等幅载荷下焊接件疲劳寿命的估算437

18.8机械和工程结构的安全检修周期的预测441

18.9变幅载荷下焊接件疲劳寿命的预测442

18.10变幅载荷下经锤击的焊接件的疲劳寿命及概率分布的预测444

18.11关于典型焊接件的疲劳设计曲线453

18.12结语454

参考文献455

第19章 扭转疲劳寿命表达式与半轴构件的疲劳寿命预测459

19.1引言459

19.2扭转疲劳寿命公式460

19.3平均扭转应力对扭转疲劳极限和扭转疲劳寿命的影响462

19.4带存活率的扭转疲劳寿命表达式465

19.5扭转疲劳强度的概率分布470

19.6半轴的具有给定存活率的扭转疲劳寿命公式471

19.7拖拉机半轴的带存活率的扭转疲劳寿命表达式473

19.8变幅载荷下拖拉机半轴的扭转疲劳寿命预测476

19.9结语479

参考文献479

第20章 老龄桥铆接钢结构件的剩余疲劳寿命预测481

20.1引言481

20.2老龄桥梁钢板疲劳性能的疲劳试验计划481

20.3老龄桥梁钢板的疲劳性能与蜕化484

20.4老龄桥梁钢板的疲劳裂纹扩展速率489

20.5老龄桥梁钢板带原状铆钉孔试件变幅载荷下的疲劳寿命预测491

20.6老龄桥钢梁铆接件模拟件的疲劳寿命与表达式493

20.7结语497

参考文献498

第六部分 某些非金属材料的疲劳501

第21章 陶瓷材料的疲劳501

21.1引言501

21.2陶瓷材料的疲劳寿命曲线501

21.3陶瓷材料疲劳损伤的控制参数504

21.4陶瓷材料的带存活率的疲劳寿命曲线和疲劳极限507

21.5陶瓷材料的疲劳切口敏感性511

21.6陶瓷材料切口件的疲劳寿命曲线512

21.7陶瓷材料的循环疲劳裂纹扩展速率515

21.8陶瓷材料的静疲劳裂纹扩展速率519

21.9陶瓷结构件的抗疲劳设计521

21.10结语522

参考文献522

第22章 树酯基复合材料的疲劳与寿命预测525

22.1引言525

22.2短纤维增强的树酯基复合材料的疲劳526

22.3变幅载荷下短纤维增强的树酯基复合材料的疲劳寿命预测528

22.4结语531

参考文献531

第七部分 结构件的延寿技术535

第23章 延寿技术535

23.1引言535

23.2金属材料疲劳性能的评估535

23.3提高冶金质量改善金属材料的疲劳性能539

23.4提高疲劳极限的途径545

23.5延长疲劳裂纹扩展寿命的途径550

23.6变幅载荷下金属结构件的延寿技术557

23.7结构件的加工和管理563

23.8结语565

参考文献565

后记568