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1.1　疲劳强度的重要性1

第1章　绪论1

1.2　疲劳发展简史2

1.3　国内外情况与发展水平4

1.3.1　国外情况与发展水平4

1.3.2　国内发展情况4

1.4　现代抗疲劳设计方法6

1.4.1　现行的抗疲劳设计方法6

1.4.2　抗疲劳设计的两个阶段6

1.4.3　机械结构强度设计思想的发展和演变7

复习思考题10

2.1.1　疲劳破坏的特征11

2.1.2　疲劳寿命11

第2章　材料的疲劳强度11

2.1　基本概念11

2.2　金属疲劳破坏机制12

2.2.1　疲劳裂纹的萌生12

2.2.2　疲劳裂纹的扩展13

2.2.3　失稳断裂14

2.3　疲劳破坏断口分析14

2.3.1　断口的宏观分析14

2.3.2　断口的微观分析15

2.3.3　构件的断口分析15

2.4.1　试样类型16

2.4　疲劳试验试样及其制备16

2.4.2　试样制备19

2.5　材料的S-N曲线22

2.5.1　应力循环22

2.5.2　描述材料疲劳性能的S-N曲线23

2.5.3　S-N曲线的测定方法（左支）25

2.6　材料的疲劳极限27

2.6.1　材料疲劳极限的定义27

2.6.2　材料疲劳极限的测定方法28

2.6.3　材料疲劳极限与强度极限及其他机械性能的关系34

2.7　对数疲劳寿命的正态分布36

2.7.1　统计分析基础知识37

2.7.2　正态分布概率密度函数38

2.7.3　对数疲劳寿命的正态分布39

2.8　材料的P-S-N曲线41

2.8.1　定义41

2.8.2　P-S-N曲线的测定方法42

2.8.3　P-S-N曲线试验数据处理方法42

复习思考题45

第3章　影响机械零件疲劳强度的因素47

3.1　形状因素47

3.1.1　理论应力集中系数Kt47

3.1.2　有效应力集中系数（疲劳缺口系数、疲劳强度降低系数）Kf（Kσ）48

3.2.2　尺寸效应的机制和影响因素53

3.2　尺寸效应53

3.2.1　尺寸系数ε53

3.2.3　尺寸系数ε的确定54

3.3　表面加工的影响55

3.3.1　影响机制55

3.3.2　表面切削加工影响56

3.3.3　切削用量的影响57

3.3.4　表面加工系数曲线57

3.3.5　表面加工系数与疲劳缺口系数的关系60

3.4　平均应力的影响60

3.4.1　极限应力线图60

3.4.2　拉伸平均应力的影响62

3.5.1　加载频率的影响65

3.5　载荷持续情况的影响65

3.5.2　应力波的影响66

3.5.3　中间停歇的影响66

复习思考题66

第4章　无限寿命设计法68

4.1　引言68

4.2　设计计算公式69

4.2.1　对称循环（R=-1）69

4.2.2　简单非对称循环（R＝常数）69

4.2.3　平均应力σm保持不变70

4.2.4　最小应力σmin保持不变70

4.3.2　影响系数的选取71

4.3　σ－1与τ－1的确定方法和影响系数确定方法71

4.3.1　σ－1与τ－1的确定方法71

4.3.3　平均应力折算系数？σ、？τ的选取72

4.3.4　许用安全系数的确定72

4.4　例题75

复习思考题77

第5章　名义应力有限寿命设计法78

5.1　引言78

5.2　疲劳累积损伤78

5.2.1　线性累积损伤理论及其应用78

5.2.2　非线性累积损伤理论81

5.2.3　双线性累积损伤理论86

5.2.4　修正的线性累积损伤法87

5.3　等幅应力下的有限寿命设计89

5.3.1　对称循环下的有限寿命设计89

5.3.2　非对称循环下的有限寿命设计93

5.4　变幅应力下的有限寿命设计95

5.4.1　分析确定零件的载荷谱和应力谱95

5.4.2　疲劳强度校核97

5.4.3　疲劳寿命估算99

5.5　例题100

复习思考题106

6.1.1　局部应力应变分析法的出发点108

6.1.2　局部应力应变分析法的优缺点108

第6章　局部应力应变分析法108

6.1 引言108

6.1.3　局部应力应变法与名义应力法的不同之处109

6.2　低周疲劳109

6.2.1　循环应力－应变曲线与单调应力－应变曲线109

6.2.2　应变－寿命（ε－N）曲线116

6.3　计数法118

6.3.1　雨流法的计数规则119

6.3.2　举例119

6.4　用局部应力应变法估算疲劳寿命120

6.4.1　用局部应力应变法估算疲劳寿命的流程图120

6.4.2　常幅载荷下疲劳寿命的估算121

6.5　例题126

6.4.3　变幅载荷下疲劳寿命的估算126

复习思考题133

第7章　损伤容限设计134

7.1 引言134

7.2　应力强度因子与断裂韧性134

7.2.1　应力强度因子134

7.2.2　断裂韧度136

7.3　疲劳裂纹扩展速率137

7.3.1 （da/dN）－△K曲线137

7.3.2　平均应力的影响138

7.3.3　变幅应力下的da/dN138

7.4.1　初始裂纹尺寸ao的确定139

7.3.4　影响疲劳裂纹扩展速率的其他因素139

7.4　剩余寿命估算139

7.4.2　临界裂纹尺寸ac的确定140

7.4.3　疲劳裂纹扩展寿命估算140

7.5　断裂控制141

7.5.1　精心选材141

7.5.2　结构合理布局142

7.5.3　制订合理的检验程序142

7.5.4　控制安全工作应力142

复习思考题144

8.1　可靠性的基本概念146

8.1.1　可靠性研究的重要性及发展概况146

第8章　疲劳强度的可靠性设计146

8.1.2　可靠性技术147

8.1.3　可靠性设计149

8.1.4　衡量可靠性的尺度151

8.2　正态分布函数及其代数运算157

8.2.1　二元随机变量157

8.2.2　正态分布函数的代数运算160

8.3　疲劳强度的可靠性设计方法161

8.3.1　疲劳强度概率分布图161

8.3.2　应力－强度分布的干涉模型162

8.3.3　可靠度计算164

8.4　系数修正165

8.4.1　基本影响系数166

8.4.2　不同应力比r对应的疲劳极限167

8.5　安全系数的确定169

8.5.1　安全系数n169

8.4.3　零件的疲劳极限169

8.5.2　附加安全系数n1170

8.6　例题170

8.7　威布尔分布181

8.8　可靠度的置信度186

复习思考题189

9.1.1　对称循环下的复合应力疲劳190

9.1.2　对称循环下的弯扭复合疲劳190

9.1　复合应力疲劳190

第9章　特殊载荷与环境下的疲劳强度190

9.1.3　非对称循环下的复合应力疲劳193

9.2　冲击疲劳197

9.3　腐蚀疲劳198

9.3.1　引言198

9.3.2　腐蚀介质的影响199

9.3.3　预腐蚀疲劳200

9.3.4　气相疲劳201

9.3.5　水介质疲劳202

9.3.6　应力条件与试样情况的影响203

9.3.7　腐蚀疲劳的设计方法205

9.3.8　腐蚀疲劳的试验方法与试验装置206

9.4.2　高温疲劳209

9.4.1　低温疲劳209

9.4　高低温疲劳与热疲劳209

9.4.3　热疲劳214

9.5　微动磨损疲劳与接触疲劳215

9.5.1　微动磨损疲劳215

9.5.2　接触疲劳219

复习思考题222

参考文献224

附录225

附表A　给定可靠度R=P（ξ＞xp）下的标准正态偏量up和对数疲劳寿命xp225

附表B　t分布数值表227

附表C　由连接系数z求可靠度R228

附表F　标准离差修正系数？229

附表E　由可靠度R（0.5～0.999999999）求连接系数z229

附表D　由可靠度R（0.5～0.99）求连接系数z229

附表G　20种常用国产材料标准光滑旋转弯曲试样或漏斗型旋转弯曲试样P-S-N曲线的ap与bp值230

附表H　20种常用国产材料标准缺口试样P-S-N曲线的ap与bp值231

附表I　某些美国工程合金的单调与循环应变特性232

附表J　某些国产金属材料的单调与循环应变特性233

附表K　20种常用国产材料的疲劳极限及标准缺口试样（缺口半径r=0.75mm,Kt=2）的疲劳极限234

附表L　调质结构钢的疲劳极限均值及标准离差235

附表M　铝合金的疲劳极限均值及标准离差239

附表N　｜？｜的起码值241

附表O　调质结构钢的疲劳极限均值及标准离差242

附表P　30CrMnSiA＊钢和40CrNiMoA＊钢在r=-1时的应力集中敏感系数q243

附表Q　疲劳缺口系数的变异系数243