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第1章 绪论1

1.1疲劳1

1.1.1疲劳定义1

1.1.2疲劳的分类1

1.2疲劳寿命2

1.2.1按损伤发展定义的疲劳寿命2

1.2.2由设计准则定义的疲劳寿命4

1.2.3从使用角度定义的疲劳寿命4

1.3疲劳寿命分析发展简史4

1.4疲劳研究方法7

1.4.1疲劳研究的三个尺度7

1.4.2疲劳机制7

1.4.3经验方法12

1.4.4断裂力学方法13

1.4.5讨论14

1.5确定疲劳寿命的方法15

第2章 金属材料的疲劳性能18

2.1金属材料的拉伸特性18

2.2金属材料的循环应力-应变特性20

2.2.1循环硬化和循环软化21

2.2.2循环蠕变和循环松弛23

2.2.3 Bauschinger效应23

2.2.4 Masing特性24

2.2.5稳态循环应力-应变曲线25

2.2.6记忆特性与可用性系数27

2.2.7瞬态循环应力-应变曲线29

2.3金属材料的S-N曲线32

2.3.1 S-N曲线32

2.3.2 S-N曲线的拟合35

2.3.3等寿命曲线42

2.3.4疲劳极限44

2.3.5获得疲劳极限的试验方法52

2.3.6疲劳极限图53

2.3.7 p-S-N曲线54

2.4应变-寿命曲线57

2.4.1△ε-N曲线58

2.4.2 εeq-N曲线62

第3章 疲劳载荷谱65

3.1疲劳载荷谱的种类66

3.1.1常幅谱66

3.1.2块谱66

3.1.3随机谱67

3.2雨流法69

3.3机动类飞机的载荷谱72

3.3.1任务剖面72

3.3.2载荷谱组成73

3.4运输类飞机载荷谱80

3.4.1突风载荷80

3.4.2机动载荷80

3.4.3地面载荷82

3.4.4地-空-地循环86

3.5试验谱编制86

3.5.1高载截除87

3.5.2低载删除87

3.5.3载荷谱的等效98

3.5.4飞-续-飞试验谱的编制99

3.5.5严重谱101

第4章 影响结构疲劳性能的主要因素107

4.1应力集中的影响108

4.1.1平均应力模型109

4.1.2场强法模型113

4.1.3断裂力学模型115

4.1.4小结117

4.1.5算例120

4.1.6实例123

4.2尺寸的影响128

4.2.1均匀应力场的尺寸系数128

4.2.2非均匀应力场的尺寸系数131

4.3表面状态的影响134

4.3.1表面加工粗糙度134

4.3.2表层组织结构137

4.3.3表层应力状态138

4.4载荷的影响142

4.4.1载荷类型的影响142

4.4.2加载频率的影响142

4.4.3平均应力的影响145

4.4.4载荷波形的影响145

4.4.5载荷停歇和持续的影响146

第5章 疲劳累积损伤理论148

5.1损伤的定义148

5.2疲劳累积损伤理论及其分类148

5.2.1三要素148

5.2.2分类149

5.2.3剩余寿命模型150

5.2.4剩余强度模型151

5.2.5剩余刚度模型152

5.2.6小结153

5.3线性疲劳累积损伤理论154

5.3.1等损伤线性疲劳累积损伤理论154

5.3.2等损伤分阶段线性疲劳累积损伤理论159

5.3.3变损伤线性累积损伤理论161

5.4非线性疲劳累积损伤理论163

5.4.1 Carten-Dolan理论163

5.4.2 Chaboche理论164

5.5关于疲劳累积损伤理论的讨论165

5.5.1模型的评估165

5.5.2模型的试验数据评估165

5.5.3结论170

第6章 名义应力法174

6.1名义应力法基本原理174

6.1.1名义应力法估算结构疲劳寿命的步骤174

6.1.2材料性能数据175

6.1.3名义应力法的种类177

6.2传统的名义应力法177

6.2.1名义应力法177

6.2.2算例177

6.2.3实例187

6.3 SSF法197

6.3.1 SSF法197

6.3.2等效SSF法201

6.3.3实例204

6.4小结与讨论215

第7章 局部应力应变法217

7.1局部应力应变法的基本假设217

7.1.1局部应力应变法估算结构疲劳寿命的步骤218

7.1.2局部应力应变法的种类218

7.1.3关于局部应力应变法原理的讨论219

7.2结构局部应力应变的计算220

7.2.1 Neuber近似解法221

7.2.2弹塑性有限元解法223

7.2.3缺口弹塑性应力应变的Neuber解与有限元解的比较224

7.3局部应力应变法的稳态法226

7.3.1算例227

7.3.2实例237

7.4局部应力应变法的瞬态法245

7.5小结254

第8章 应力应变场强法255

8.1应力场强法基本原理255

8.1.1基本原理255

8.1.2应力场强法基本假设的试验验证258

8.1.3缺口件疲劳寿命估算方法的讨论264

8.2应力场强法对有关疲劳现象的解释267

8.2.1疲劳缺口减缩系数267

8.2.2不同加载方式下疲劳极限270

8.2.3多轴比例复合载荷作用下的疲劳极限273

8.2.4疲劳尺寸系数275

8.3应力场强法的应用278

8.3.1算例279

8.3.2实例281

8.4小结284

第9章 多轴疲劳287

9.1多轴疲劳载荷谱的处理287

9.1.1常用的多轴疲劳试验件288

9.1.2应力不变量和应变不变量289

9.1.3等效应力和等效应变290

9.1.4试验常用的载荷路径291

9.1.5多轴疲劳载荷谱的处理293

9.2多轴循环应力-应变关系294

9.3多轴疲劳破坏准则295

9.3.1多轴疲劳破坏准则分类295

9.3.2等效损伤量297

9.3.3直接损伤量302

9.3.4多轴疲劳破坏准则评估305

9.3.5讨论306

9.4多轴疲劳累积损伤理论307

9.4.1疲劳累积损伤理论分类307

9.4.2多轴线性累积损伤模型308

9.4.3多轴非线性累积损伤模型309

9.4.4多轴疲劳累积损伤新模型310

9.4.5方法评估311

9.4.6阶梯谱下的多轴疲劳损伤累积研究314

9.4.7块谱和随机谱下的累积损伤理论研究322

9.4.8小结327

9.5缺口件的多轴疲劳寿命分析328

9.5.1名义应力法328

9.5.2局部应力应变法329

9.5.3临界距离法331

9.5.4应力应变场强法333

9.5.5小结333

附录 疲劳寿命数据334

第10章 振动疲劳348

10.1振动疲劳的定义348

10.2振动疲劳寿命分析348

10.2.1结构振动348

10.2.2振动疲劳寿命分析方法分类349

10.3结构振动疲劳试验350

10.3.1椭圆孔板350

10.3.2半圆形槽缺口试验件350

10.3.3 U形槽缺口试验件353

10.3.4连接件356

10.4结构振动疲劳寿命估算的时域法357

10.4.1时域法357

10.4.2随机过程时域模拟方法358

10.4.3算例359

10.5结构振动疲劳寿命分析的频域法360

10.5.1功率谱密度360

10.5.2寿命分析基本理论363

10.5.3频域法疲劳寿命分析流程364

10.5.4应力幅值的概率密度函数p（S）364

10.5.5算例分析366

10.6缺口件的振动疲劳寿命分析367

10.6.1动力学下的应力集中系数367

10.6.2局部应力分析法368

10.6.3名义应力分析法369

10.7连接件的振动疲劳寿命分析370

10.7.1动力学下的应力严重系数SSF370

10.7.2连接件的振动疲劳寿命分析步骤372

10.7.3算例372