本書的內(nèi)容包括恒載疲勞，變載疲勞，多軸疲勞，無裂紋試樣疲勞的情況，有裂紋試樣疲勞的情況，恒載裂紋擴展速率，變載裂紋擴展速率，疲勞的斷口形貌，疲勞裂紋擴展路徑，疲勞失效的避免，疲勞的研究與發(fā)展等。同時在附錄中也增加了與疲勞性能密切相關(guān)的斷裂力學(xué)內(nèi)容，隨機過程理論及無損檢測內(nèi)容。重點是光滑試樣的疲勞和疲勞裂紋擴展擴展。本書的**優(yōu)點是，作者編著時把易讀性作為重點，條理十分清晰。
本書主要論述疲勞裂紋擴展過程。因此，本文首先根據(jù)現(xiàn)有的材料經(jīng)典力學(xué)強度計算方法對構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的尺寸進行了描述。然后通過描述裂紋擴展引起的各種損傷情況及損傷分析和無損檢測理論，提出了I型、II型、III型及混合型斷裂機制及疲勞裂紋擴展的基本規(guī)律。隨后描述了斷裂力學(xué)的材料參數(shù)如斷裂韌性、疲勞裂紋擴展門檻值及疲勞裂紋擴展曲線的實驗確定方法。
第1章 根據(jù)強度標準設(shè)計構(gòu)件和結(jié)構(gòu)
1.1 構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的負荷
1.2 構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力和應(yīng)力狀態(tài)
1.2.1 平面應(yīng)力狀態(tài)
1.2.2 空間應(yīng)力狀態(tài)
1.2.3 主應(yīng)力
1.2.4 平面應(yīng)力狀態(tài)或平面應(yīng)變狀態(tài)
1.3 靜態(tài)強度的校核
1.3.1 等效應(yīng)力
1.3.2 許用應(yīng)力
1.3.3 強度校核-操作步驟
1.3.4 考慮缺口效應(yīng)
1.3.5 應(yīng)力集中系數(shù)
1.3.6 材料參數(shù)和安全系數(shù)
1.4 疲勞強度的校核
1.4.1 有效應(yīng)力和許用應(yīng)力
1.4.2 材料參數(shù)
1.4.3 表面和尺寸系數(shù)
1.4.4 缺口構(gòu)件的疲勞強度校核
1.5 結(jié)構(gòu)耐久性校核
1.6 其它校核
1.7 經(jīng)典構(gòu)件設(shè)計的限制
參考文獻
第2章 裂紋擴展引起的損傷
2.1 裂紋萌生和裂紋擴展
2.2 穩(wěn)定和不穩(wěn)定的裂紋擴展
2.3 損傷分析/斷裂表面分析
2.4 ICE車輪輪胎的疲勞裂紋擴展
2.5 壓力機架的裂紋擴展
2.6 內(nèi)部高壓金屬成型機緊固件的疲勞裂紋擴展
2.7 老式汽車驅(qū)動軸的斷裂
2.8 其他損傷事件
2.9 構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的基本裂紋路徑和裂紋形狀
2.9.1 基本應(yīng)力狀態(tài)的裂紋路徑
2.9.2 軸上的裂紋路徑和裂紋形狀
2.9.3 構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中系統(tǒng)化的裂紋類型
2.10 使用無損檢測方法探測裂紋
參考文獻
第3章 斷裂力學(xué)基礎(chǔ)
3.1 裂紋和裂紋模式
3.1.1 模式I
3.1.2 模式II
3.1.3 模式III
3.1.4 混合模式
3.2 裂紋處的應(yīng)力分布
3.2.1 用彈性理論解決裂紋問題
3.2.2 平面裂紋問題的應(yīng)力分布
3.3 裂紋附近的位移場
3.4 應(yīng)力強度因子
3.4.1 裂紋模式I，II和III的應(yīng)力強度因子
3.4.2 基本裂紋問題的應(yīng)力強度因子
3.4.3 應(yīng)力強度因子的疊加，等效應(yīng)力強度因子
3.4.3.1 應(yīng)力強度因子的疊加
3.4.3.2 平面混合模式載荷下的等效應(yīng)力強度因子
3.4.3.3 空間混合模態(tài)加載的等效應(yīng)力強度因子
3.5 裂尖局部的塑性
3.5.1 估算塑性區(qū)域
3.5.2 裂紋長度修正
3.5.3 塑性區(qū)在疲勞裂紋擴展中的意義
3.6 能量釋放率和J-積分
3.6.1 能量釋放率
3.6.2 J-積分
3.7 確定應(yīng)力強度因子和其它斷裂力學(xué)量
3.7.1 根據(jù)裂紋附近的應(yīng)力場確定應(yīng)力強度因子
3.7.2 根據(jù)裂紋附近的位移場確定應(yīng)力強度因子
3.7.3 用J-積分確定斷裂力學(xué)量
3.7.4 用裂紋閉合積分確定斷裂力學(xué)量
3.8 預(yù)測不穩(wěn)定裂紋擴展的概念
3.8.1 模式I的K概念
3.8.2 模式II，模式III和混合模式載荷的K概念
3.8.3 能量釋放率準則
3.8.4 J-準則
3.9 斷裂韌性
3.10 使用斷裂力學(xué)方法評估帶裂紋的構(gòu)件
3.10.1 斷裂-力學(xué)校核操作步驟
3.10.2 對模式I裂紋問題應(yīng)用斷裂準則和斷裂力學(xué)分析
3.10.3 將斷裂準則和斷裂力學(xué)分析應(yīng)用于模式II，模式III和混合模式問題
3.11 結(jié)合強度計算和斷裂力學(xué)
參考文獻
第4章 恒幅循環(huán)載荷下的疲勞裂紋擴展
4.1 構(gòu)件載荷與循環(huán)應(yīng)力強度的關(guān)系
4.1.1 I型加載模式下的時變應(yīng)力場
4.1.2 模式I的循環(huán)應(yīng)力強度因子
4.1.3 R比率
4.1.4 裂紋擴展過程
4.1.5 II型加載模式、III型加載模式和混合加載模式下的時變應(yīng)力場
4.1.6 模式II的循環(huán)應(yīng)力強度因子
4.1.7 模式Ⅲ的循環(huán)應(yīng)力強度因子
4.1.8 二維混合模式下加載
4.1.9 三維混合模式加載
4.2 裂紋擴展速率與循環(huán)應(yīng)力強度因子的關(guān)系
4.2.1 模式I的疲勞裂紋擴展極限
4.2.2 影響裂紋擴展曲線的因素
4.2.3 疲勞裂紋擴展過程中的裂紋閉合行為
4.2.4 門檻值和門檻值行為
4.2.4.1 基于裂紋閉合的門檻值行為
4.3 模式I的裂紋擴展概念
4.3.1 Paris法則
4.3.2 Erdogan / Ratwani法則
4.3.3 Forman / Mettu方程
4.3.4 裂紋擴展方程的比較
4.3.5 確定剩余壽命
4.4 在模式Ⅱ，模式Ⅲ和混合模式載荷下的裂紋擴展
4.4.1 初始裂紋在模式II載荷下的裂紋擴展
4.4.2 初始裂紋在模式III載荷下的裂紋擴展
4.4.3 二維混合模式載荷下的裂紋擴展
4.4.4 三維混合模式載荷下的裂紋擴展
4.5 評估疲勞裂紋擴展的程序
4.5.1 疲勞裂紋擴展的斷裂力學(xué)評估
4.5.2 確定疲勞裂紋擴展可能的裂紋長度
4.5.3 安全預(yù)防疲勞裂紋擴展的發(fā)生
4.5.4 疲勞裂紋擴展區(qū)域
4.5.5 確定檢查間隔
4.6 疲勞強度計算和斷裂力學(xué)的結(jié)合
參考文獻
第5章 試驗確定材料斷裂力學(xué)參數(shù)
5.1 臨界應(yīng)力強度因子和斷裂韌度
5.1.1 根據(jù)ASTM E 399標準確定斷裂韌度
5.1.1.1 試樣和取樣
5.1.1.2 最小試樣尺寸
5.1.1.3 初始引發(fā)缺口和初始疲勞裂紋
5.1.2 確定斷裂韌度的試驗方法
5.1.3 KIC或KQ？-對測試的評估
5.2 門檻值和裂紋擴展曲
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