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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