抗疲劳设计PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 疲劳强度的重要性 1

第二节 疲劳发展简史 1

第三节 国内外情况与发展水平 4

一、国外情况与发展水平 4

二、国内发展情况 6

第四节 现行的抗疲劳设计方法 7

第二章 材料疲劳强度 10

第一节 引言 10

一、疲劳定义 10

二、金属的疲劳破坏机制 10

三、疲劳断口的形貌特征 16

一、S-N曲线的意义和表达式 20

第二节 材料的S-N曲线 20

二、S-N曲线的测定方法 22

第三节 材料疲劳极限 25

一、材料疲劳极限的定义 25

二、材料疲劳极限的测定方法 26

三、材料疲劳极限与强度极限及其它机械性质间的关系 32

第四节 材料的P-S-N曲线 35

一、疲劳试验数据的离散性 35

二、P-S-N曲线的意义 36

三、P-S-N曲线的测定方法 37

第三章 影响机械零件疲劳强度的因素 41

第一节 形状因素 41

一、引言 41

三、敏感系数法 44

二、理论应力集中系数K？ 44

四、作者提出的疲劳缺口系数计算公式 49

第二节 尺寸效应 52

一、引言 52

二、尺寸效应的机制和影响因素 52

三、尺寸系数的试验曲线 55

第三节 表面加工的影响 56

一、影响机制 56

二、切削用量的影响 59

三、表面加工系数曲线 60

第四节 平均应力对疲劳强度的影响 64

一、极限应力线图 64

二、拉伸平均应力的影响 65

三、压缩平均应力的影响 69

四、扭转平均应力的影响 72

第五节 载荷持续情况的影响 72

一、加载频率的影响 72

二、应力波形的影响 74

三、中间停歇的影响 74

第四章 无限寿命设计法 75

第一节 引言 75

第二节 设计计算公式 76

一、对称循环 76

二、简单的非对称循环 76

三、平均应力σm保持不变 77

四、最小应力σmin保持不变 78

第三节 σ-1与τ-1的确定方法 79

二、查表法 80

三、估算法 80

第四节 影响系数和安全系数的选取 80

一、影响系数的选取 80

一、试验法 80

二、许用安全系数的确定 81

第五节 零件疲劳极限与工作应力的平均值、标准差和变异系数的计算公式和数据 83

一、零件疲劳极限与工作应力的平均值 83

二、疲劳极限和影响系数的变异系数及标准差的数据与公式 84

三、随机变量函数的标准差和变异系数计算公式 88

第六节 例题 90

第五章 名义应力有限寿命设计法 99

第一节 引言 99

一、线性累积损伤法则 100

第二节 疲劳累积损伤 100

二、非线性累积损伤理论 101

三、双线性累积损伤理论 105

四、作者进行的试验研究工作 105

第三节 等幅应力下的有限寿命设计 109

一、对称循环下的有限寿命设计 109

二、非对称循环下的有限寿命设计 112

第四节 变幅应力下的有限寿命设计 114

一、分析确定零件的载荷谱和应力谱 115

二、疲劳强度校核 116

三、疲劳寿命估算 119

第五节 例题 120

第一节 引言 127

第六章 局部应力应变分析法 127

一、低周疲劳与高周疲劳的区别 128

第二节 低周疲劳 128

二、循环应力-应变曲线与单调应力-应变曲线 129

三、应变-寿命曲线 137

第三节 计数法 140

第四节 疲劳寿命估算 142

一、载荷-应变标定曲线法 142

二、诺依伯法 147

第五节 如何推广应用于高周疲劳 150

第六节 例题 151

第七章 损伤容限设计 158

第一节 引言 158

一、应力强度因子 159

第二节 应力强度因子与断裂韧性 159

二、断裂韧度 160

第三节 疲劳裂纹扩展速率 161

一、（da/dN）-△K曲线 161

二、平均应力的影响 162

三、变幅应力下的da/dN 163

四、影响疲劳裂纹扩展速率的其它因素 163

第四节 剩余寿命估算 164

一、初始裂纹尺寸a0的确定 164

二、临界裂纹尺寸a0的确定 164

三、疲劳裂纹扩展寿命估算 165

一、精心选材 167

二、结构合理布局 167

第五节 断裂控制 167

三、制订合理的检验程序 168

四、控制安全工作应力 168

第六节 例题 169

第八章 疲劳可靠性设计 171

第一节 引言 171

第二节 随机变量的代数运算 171

第三节 疲劳可靠性设计数据 174

一、疲劳极限及影响系数的均值和标准差 174

二、尺寸及载荷的均值和标准差 174

第四节 对称循环下的疲劳可靠性设计 174

第五节 非对称循环下的疲劳可靠性设计 178

第六节 例题 181

第九章 特殊载荷与环境下的疲劳强度 189

第一节 复合应力疲劳 189

一、对称循环下的复合应力疲劳 189

二、对称循环下的弯扭复合疲劳 189

三、非对称循环下的复合应力疲劳 193

四、例题 195

第二节 冲击疲劳 198

第三节 腐蚀疲劳 200

一、引言 200

二、腐蚀介质的影响 201

三、预腐蚀疲劳 201

四、气相疲劳 203

五、水介质疲劳 204

六、应力条件与试样情况的影响 206

七、腐蚀疲劳的设计方法 209

八、腐蚀疲劳的试验方法与试验装置 210

九、例题 211

第四节 高低温疲劳与热疲劳 213

一、低温疲劳 213

二、高温疲劳 214

三、热疲劳 222

第五节 微动磨损疲劳与接触疲劳 222

一、微动磨损疲劳 222

二、接触疲劳 225

第十章 典型零部件的抗疲劳设计 232

第一节 轴的抗疲劳设计 232

一、轴的受力特点和疲劳破坏部位 232

二、心轴的弯曲疲劳强度校核 233

三、转轴的弯扭复合疲劳强度校核 235

四、例题 236

第二节 曲轴的抗疲劳设计 240

一、连杆轴颈的疲劳强度校核 240

二、主轴颈的疲劳强度校核 244

三、曲柄臂的疲劳强度校核 244

四、例题 248

第三节 压力容器的抗疲劳设计 251

一、低周疲劳设计 251

二、损伤容限设计 256

三、例题 265

第四节 弹簧的抗疲劳设计 270

一、螺旋弹簧 270

二、多重扁弹簧 272

三、例题 274

第五节 滚动轴承的抗疲劳设计 276

第十一章 联接与接头的抗疲劳设计 281

第一节 螺纹联接的抗疲劳设计 281

一、螺纹联接中的载荷和载荷分配 281

二、螺纹联接的抗疲劳设计方法 285

三、提高螺纹联接疲劳强度的方法 287

四、例题 288

第二节 焊接接头的抗疲劳设计 291

一、影响焊接接头疲劳强度的因素 291

二、焊接接头的抗疲劳设计方法 296

三、提高焊接接头疲劳强度的方法 306

四、例题 308

一、强度、塑性与韧性间的最佳配合 310

第十二章 提高机器零件疲劳强度的方法 310

第一节 合理选材 310

二、材料纯度的影响 311

三、晶粒度的影响 311

四、机械处理与热机械处理 311

第二节 注意细节设计 312

一、结构措施 312

二、工艺措施 312

第三节 表面冷作强化 315

一、概况 315

二、喷丸处理 317

三、滚压强化 319

四、冲击强化 320

一、表面淬火 321

五、机械超载 321

第四节 表面热处理强化 321

二、渗碳 322

三、渗氮 322

第五节 提高机器零件疲劳强度的其它方法 322

一、建立预应力及预紧力 322

二、调节和恢复材料性能 323

三、表面防护 324

四、损伤容限设计与监控 325

第六节 表面强化零件的抗疲劳设计方法 325

第二节 等幅疲劳试验 327

一、全尺寸零件疲劳试验 327

第一节 引言 327

第十三章 模拟疲劳试验 327

二、模型疲劳试验 329

第三节 程序疲劳试验 332

一、程序载荷谱的编制 332

二、程序加载制度的确定 334

三、程序载荷谱的压缩 335

四、程序载荷谱的强化 335

第四节 随机疲劳试验 336

一、使用载荷复现法 336

二、伪随机疲劳试验 336

三、功率谱密度函数法 337

第五节 部件或整机疲劳试验 337

附录 339

参考文献 402