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第1章 绪论 1

1.1疲劳的概念和历史 1

1.2疲劳研究现状及问题点 7

1.3静力覆盖方法 11

1.4常用的提高材料疲劳性能的方法 12

1.4.1增长初始疲劳裂纹萌生寿命的方法 13

1.4.2增长疲劳裂纹扩展寿命的方法 14

1.4.3过载屈服 14

1.4.4减小交变应力中的平均应力水平 15

1.5几个工程实际中常见的疲劳问题 15

1.6疲劳力学理论的基本观点及假设 15

1.7本书的构成 16

思考题 17

第2章 疲劳的基本概念和基础知识 18

2.1失效、破坏与疲劳 18

2.2疲劳的分类 21

2.3疲劳过程中的微观组织结构及性能的变化 23

2.4交变载荷 24

2.4.1基态交变载荷 25

2.4.2混合态交变载荷 25

2.5机械疲劳的基本力学参数 27

2.5.1应力疲劳的基本参数 27

2.5.2应变疲劳的力学参数 30

2.5.3静态疲劳的力学参数 31

2.6环境疲劳的环境参数 32

2.7处理疲劳问题的力学方法 32

2.7.1材料力学方法 33

2.7.2断裂力学方法 37

2.7.3损伤力学方法 44

2.8材料内部的微观缺陷与损伤 52

2.9初始损伤和临界损伤 53

2.10特征长度的概念 55

2.11黏弹性材料循环响应的滞后特性 57

2.12本章小结 58

思考题 58

第3章 应力疲劳的机理和一般性理论 60

3.1应力疲劳机理的传统解释 60

3.2疲劳裂纹的萌生机制和条件 63

3.3原子的热扰动运动 65

3.4基于热扰动运动的应力疲劳机理 67

3.5体积疲劳损伤变量 69

3.6应力疲劳的损伤演化律 70

3.6.1损伤演化律的一般形式 70

3.6.2存在疲劳极限的机理性依据 74

3.6.3静态平衡位置（平均应力）的作用 75

3.6.4损伤演化的无量纲参数 76

3.7应力疲劳理论 76

3.8疲劳准则 80

3.9寿命计算方法 81

3.10动静角与状态参数 83

3.11疲劳试验数据离散的必然性 85

3.12关于超长寿命疲劳的疲劳机理 86

3.13本章小结 87

思考题 87

附录 复杂应力状态下公周期内最大主应力计算程序 88

第4章 单轴应力疲劳理论 92

4.1基态交变应力下的损伤演化 92

4.2基态交变应力下的理论S-N曲线 94

4.3 S-N曲线中的材料常数和状态参数 95

4.3.1损伤状态参数对S-N曲线形状的影响 95

4.3.2疲劳特性常数β，γ对S-N曲线形状的影响 97

4.3.3疲劳极限的作用 98

4.3.4寿命比例系数对S-N曲线的影响 99

4.4固定平均应力下的S-N曲线 99

4.5固定循环比下S-N曲线 102

4.6寿命周期内疲劳损伤的试验验证 108

4.7寿命比例系数与循环比的试验关系 111

4.8疲劳极限与平均应力的关系 114

4.9等寿命疲劳强度曲线 118

4.10寿命比例系数与平均应力的关系 119

4.11单轴疲劳理论的统一形式 120

4.11.1等效对称循环应力幅 120

4.11.2等效对称循环寿命 121

4.11.3寿命统一评价公式 121

4.11.4试验验证 121

4.12材料的疲劳特性常数 123

4.13疲劳损伤累加规律 125

4.14混合态交变应力作用下的单轴疲劳理论 127

4.15压缩平均应力下的单轴疲劳 129

4.16本章小结 133

思考题 134

附录4.1I（σa）数据 134

附录4.2 S-N曲线试验数据拟合程序 137

附录4.3 S-N曲线生成程序 140

附录4.4混合态单轴疲劳寿命计算程序 144

第5章 多轴应力疲劳理论 149

5.1多轴疲劳问题的传统处理方法 149

5.1.1主应力振幅法 149

5.1.2最大Von-Mises应力法 149

5.1.3临界面法 150

5.2多轴应力疲劳基本公式 151

5.2.1多轴疲劳准则 152

5.2.2寿命计算公式 153

5.3比例加载多轴疲劳（同频同相） 154

5.3.1无静态应力的情况 154

5.3.2有比例静态应力的情况 160

5.3.3有任意静态应力的情况 162

5.4异相多轴疲劳（同频异相） 166

5.5异频多轴疲劳 171

5.6任意多轴疲劳计算例 172

5.7关于结构中损伤演化的数值模拟 173

5.8本章小结 173

思考题 174

附录 任意多轴疲劳寿命计算程序 174

第6章 静态疲劳理论 181

6.1蠕变破坏及其传统寿命评价方法 181

6.2静态疲劳的特征和机理 185

6.2.1静态疲劳的特征与传统处理方法 185

6.2.2静态疲劳的损伤演化机理 188

6.3单轴静态疲劳理论 188

6.4静态疲劳试验的加速方法 195

6.5静态疲劳试验的注意点 196

6.6多轴静态疲劳 197

6.6.1 Von-Mises应力法 199

6.6.2最大主应力法 199

6.6.3静态等效平均应力法 200

6.6.4应变能等效应力法 201

6.7静态与循环的复合疲劳 202

6.8本章小结 203

思考题 204

附录 静态疲劳数值积分程序 205

第7章 具有应力集中或奇异点的应力疲劳问题 208

7.1实用工程方法 208

7.2疲劳特征长度 209

7.3疲劳裂纹的萌生方向和萌生寿命 213

7.4具有微小缺陷材料的疲劳极限 216

7.5宏观裂纹裂尖的循环应力 219

7.6疲劳裂纹稳态扩展曲线 220

7.6.1裂尖多轴疲劳寿命与扩展速率 220

7.6.2韧性材料的稳态扩展曲线 223

7.6.3脆性材料的稳态扩展曲线 224

7.7小、微裂纹的疲劳扩展 227

7.8微动疲劳和微动磨损 228

7.8.1滑移界面端奇异场 229

7.8.2微动疲劳的破坏路径和寿命 231

7.8.3微动疲劳准则 233

7.8.4微动磨损 234

7.9面压疲劳 237

7.10本章小结 241

思考题 241

附录7.1脆性材料裂纹扩展速率（对称循环）曲线生成程序 242

附录7.2韧性材料裂纹扩展速率曲线生成及调整程序 249

第8章 界面疲劳 254

8.1界面的组织结构和界面模型 254

8.2界面的受力特点 256

8.3界面的静态破坏准则 260

8.3.1界面裂纹沿界面破坏的准则 260

8.3.2完好界面的破坏准则 264

8.3.3界面法向应力为压应力时的失效准则 267

8.4界面疲劳寿命评价方法 267

8.4.1界面疲劳机理 268

8.4.2界面裂纹疲劳扩展经验规律 269

8.4.3界面起裂寿命评价 271

8.4.4界面疲劳的评价参数 275

8.5界面疲劳的S-N曲线 276

8.6界面裂纹的多轴疲劳扩展 277

8.6.1宏观界面裂纹的扩展 277

8.6.2界面短裂纹的扩展 279

8.6.3界面裂纹的疲劳特征长度 280

8.7本章小结 281

思考题 282

第9章 应变疲劳理论 283

9.1应变疲劳的破坏形式 283

9.2材料的塑性和循环塑性变形特性 284

9.3应变疲劳的损伤累积机理 293

9.4单轴应变疲劳 296

9.4.1试验规律 296

9.4.2疲劳损伤及其演化 297

9.4.3 ε-N曲线的数学表达式 299

9.4.4应变疲劳的临界损伤 301

9.4.5单轴对称应变疲劳寿命试验例 302

9.4.6单轴非对称应变疲劳的寿命评价方法 304

9.5应变疲劳的材料特性常数 305

9.6多轴应变疲劳的损伤累积与寿命评价方法 305

9.6.1基于流动应力的损伤演化和寿命评价 305

9.6.2关于等效应变幅和应变范围的考察 307

9.7拉剪对称比例应变疲劳 308

9.8J积分范围在裂纹扩展问题中的应用 309

9.9本章小结 311

思考题 311

附录 单轴应变疲劳寿命计算程序 312

第10章 应力腐蚀和腐蚀疲劳 316

10.1腐蚀反应的驱动力和损伤演化 316

10.2自然腐蚀 319

10.3应力腐蚀 320

10.4多轴应力腐蚀极限准则 325

10.5裂纹的腐蚀开裂扩展速率 326

10.6腐蚀疲劳 330

10.6.1对称腐蚀疲劳 331

10.6.2低循环应力幅下的腐蚀疲劳 333

10.6.3非对称腐蚀疲劳 334

10.6.4腐蚀疲劳极限 336

10.6.5载荷频率的影响 337

10.7腐蚀疲劳的裂纹扩展 338

10.7.1腐蚀疲劳裂纹扩展的总体特征 338

10.7.2关于腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值 340

10.7.3裂纹扩展速率曲线与寿命曲线的关系 341

10.8本章小结 342

思考题 343

附录 腐蚀疲劳寿命计算程序 343

第11章 蠕变疲劳理论 347

11.1蠕变变形及其本构关系 347

11.1.1稳态蠕变本构关系的分段唯象表示 347

11.1.2迁移蠕变本构关系 350

11.1.3黏弹性材料的循环变形特性 351

11.2黏弹性断裂力学方法 354

11.3蠕变疲劳寿命的经验评价方法 355

11.4稳态蠕变的损伤模型和寿命评价方法 357

11.4.1几何损伤及其演化律 357

11.4.2静态疲劳损伤 358

11.4.3耦合损伤演化的寿命计算方法 359

11.4.4试验验证 360

11.5具有应力奇异点的蠕变疲劳 365

11.6多轴蠕变疲劳的临界平面法 372

11.7蠕变疲劳损伤演化律 373

11.7.1损伤演化律 373

11.7.2蠕变疲劳的临界损伤 374

11.7.3对称循环蠕变疲劳 375

11.7.4非对称应变控制循环 376

11.7.5非对称应力控制循环 377

11.7.6具有最大应力保持时间的循环应力疲劳 381

11.7.7极低频疲劳 381

11.8蠕变疲劳中的耦合损伤累积 382

11.9关于多轴蠕变疲劳寿命评价参数的考察 383

11.10本章小结 384

思考题 384

附录11.1蠕变破坏寿命计算程序 385

附录11.2蠕变疲劳寿命计算程序 387

参考文献 391