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第1章 绪论1

1.1 疲劳强度研究的意义1

1.2 疲劳强度研究的发展简史2

参考文献5

第2章 疲劳强度理论的力学基础6

2.1 应力状态分析6

2.1.1 一点的应力状态6

2.1.2 主应力与应力主方向7

2.1.3 平面问题中的主应力8

2.1.4 应力不变量10

2.1.5 等倾斜面上的正应力与剪应力11

2.1.6 静水应力12

2.1.7 应力张量的分解12

2.1.8 等效应力15

2.2 应变状态分析15

2.2.1 应变及几何方程15

2.2.2 主应变18

2.2.3 应变张量的分解19

2.2.4 等效应变19

2.3 弹性应力应变关系20

2.4 弹塑性应力应变关系21

2.4.1 各种常用的理想化材料模型的本构方程21

2.4.2 屈服条件25

2.4.3 塑性本构关系29

参考文献34

第3章 金属疲劳的宏微观特征35

3.1 疲劳破坏的宏观特征35

3.2 疲劳裂纹形成的微观过程38

3.3 疲劳裂纹萌生机制39

3.4 疲劳裂纹扩展的微观过程42

3.5 疲劳裂纹扩展机理43

参考文献45

第4章 材料的循环应力应变特性46

4.1 单轴循环应力应变特性46

4.1.1 工程应力应变与真应力应变46

4.1.2 真应力（应变）与工程应力（应变）之间的关系46

4.2 循环应力特征参数48

4.3 材料的循环应力-应变曲线49

4.4 材料的Masing特性52

4.5 材料的记忆特性52

4.6 循环硬化与软化53

4.7 载荷顺序的影响55

4.8 多轴循环应力-应变曲线56

4.8.1 多轴循环应力应变关系试验56

4.8.2 多轴循环加载下材料的迟滞回线特性57

4.8.3 比例加载下循环应力-应变曲线59

4.8.4 非比例加载下循环应力-应变曲线60

参考文献62

第5章 疲劳载荷特性与处理方法63

5.1 疲劳载荷的分类63

5.2 随机载荷处理方法64

5.2.1 循环计数法64

5.2.2 累积频次曲线70

5.3 载荷谱的编制方法73

参考文献74

第6章 基于应力的疲劳分析理论75

6.1 材料的应力-寿命（S-N）曲线75

6.2 材料的概率-应力-寿命（P-S-N）曲线76

6.3 疲劳极限线图78

6.4 疲劳极限方程80

6.5 基于应力疲劳强度设计方法的影响因素81

6.5.1 尺寸的影响81

6.5.2 应力集中的影响82

6.5.3 表面状态的影响83

6.5.4 载荷的影响84

6.5.5 温度的影响84

6.6 基于应力的疲劳强度设计方法85

6.6.1 疲劳损伤累积理论85

6.6.2 单向循环应力下的安全系数93

6.6.3 平面应力下的安全系数97

6.6.4 常规疲劳设计中的寿命估算100

6.6.5 随机应力载荷下的疲劳寿命估算102

参考文献103

第7章 基于应变的疲劳分析理论104

7.1 材料的应变-寿命曲线104

7.2 局部应变法估算疲劳裂纹形成寿命原理107

7.3 局部应力应变分析108

7.3.1 Neuber近似计算方法108

7.3.2 修正的Neuber法111

7.4 局部应变法估算疲劳裂纹形成寿命111

7.4.1 局部应变法估算疲劳裂纹形成寿命的总体步骤111

7.4.2 所需的材料疲劳性能参数111

7.4.3 循环计数112

7.4.4 损伤计算112

7.4.5 损伤累积114

参考文献117

第8章 疲劳裂纹扩展寿命的估算118

8.1 应力强度因子118

8.2 断裂韧性与断裂判据120

8.3 裂纹尖端塑性区尺寸及K I的塑性修正122

8.4 疲劳裂纹扩展速率124

8.5 影响疲劳裂纹扩展速率的因素125

8.6 裂纹扩展寿命的估算126

8.7 疲劳短裂纹扩展132

8.7.1 短裂纹现象132

8.7.2 短裂纹扩展机制133

8.7.3 基于短裂纹扩展速率模型135

8.7.4 基于短裂纹扩展的寿命预测136

参考文献138

第9章 疲劳强度可靠性设计140

9.1 引言140

9.2 可靠性的定义140

9.2.1 可靠性设计的基本内容140

9.2.2 可靠性特征量141

9.2.3 失效特征量141

9.3 可靠性常用概率分布145

9.4 应力-强度干涉模型150

9.5 疲劳寿命可靠性155

9.5.1 等幅应力作用下零件的疲劳寿命及可靠度155

9.5.2 多级变幅应力作用下的零件在给定寿命时的可靠度157

参考文献158

第10章 多轴疲劳159

10.1 多轴疲劳的概念159

10.2 多轴循环应力应变关系159

10.2.1 循环变形基础160

10.2.2 多轴循环塑性模型164

10.2.3 多轴比例循环加载下循环应力应变关系167

10.2.4 多轴非比例循环加载下循环应力应变关系169

10.3 多轴疲劳破坏准则174

10.3.1 基于应力的疲劳破坏准则175

10.3.2 基于应变的疲劳破坏准则175

10.3.3 循环塑性功的疲劳破坏理论176

10.3.4 临界平面法177

10.4 多轴低周疲劳损伤模型178

10.4.1 基于正应变或剪应变的多轴疲劳损伤模型179

10.4.2 Bannantine模型179

10.4.3 Fatemi-Socie模型180

10.4.4 Wang-Brown模型180

10.4.5 统一型多轴疲劳损伤模型180

10.5 变幅多轴疲劳寿命预测方法181

10.5.1 多轴循环计数方法181

10.5.2 变幅多轴疲劳寿命预测步骤186

参考文献189

第11章 基于频域的疲劳分析方法193

11.1 引言193

11.2 随机过程基本理论193

11.3 窄带随机载荷下疲劳损伤计算202

11.4 宽带随机载荷下疲劳损伤计算207

参考文献211