焊接结构抗疲劳设计 理论与方法PDF电子书下载

第1章 引论 1

1.1 焊接结构抗疲劳设计过程中的认识误区 1

1.2 编写本书的基本目的 5

参考文献 6

第2章 预备知识 8

2.1 金属疲劳的基本原理 8

2.2 焊接接头的基本术语 10

2.3 焊接结构的疲劳载荷 11

2.4 焊接接头工作应力的定义 13

2.5 S-N曲线及其内涵 16

2.6 Miner线性疲劳损伤累积基本理论及其内涵 18

2.7 Paris裂纹扩展定律与寿命积分 18

2.8 本章小结 21

参考文献 22

第3章 焊接结构疲劳强度问题的特殊性 23

3.1 焊接接头的几何不连续性 23

3.2 焊接接头的疲劳破坏模式 24

3.3 焊接接头S-N曲线的特殊性 26

3.3.1 母材的屈服强度对焊接接头疲劳强度的影响 26

3.3.2 焊接接头S-N曲线具有相同的斜率 27

3.4 焊接接头残余应力对疲劳寿命的影响 28

3.5 本章小结 33

参考文献 33

第4章 焊接结构抗疲劳设计与评估的传统方法 35

4.1 钢结构的抗疲劳设计与评估标准 36

4.1.1 英国BS 7608标准的名义应力法 36

4.1.2 国际焊接学会（IIW）的名义应力法 40

4.2 铝结构的抗疲劳设计与评估标准 42

4.3 专用结构的抗疲劳设计与评估 44

4.4 基于热点应力的抗疲劳设计与评估 47

4.5 传统方法的工程应用 50

4.5.1 模块功能设计 50

4.5.2 实施案例 51

4.6 传统评估方法的工程应用局限性 54

4.7 本章小结 57

参考文献 58

第5章 结构应力的定义及其内涵 60

5.1 有限元方法的基础知识 60

5.2 结构应力的定义与计算 65

5.3 结构应力的力学解释与存在的试验证明 70

5.4 本章小结 74

参考文献 74

第6章 主S-N曲线 76

6.1 基于结构应力的K值评估 76

6.1.1 无缺口效应的K值求解 77

6.1.2 有缺口效应的K值求解 79

6.2 特征深度与缺口应力强度放大因子 80

6.2.1 特征深度 80

6.2.2 缺口应力强度放大因子 80

6.3 两阶段裂纹扩展模型 82

6.4 等效结构应力及主S-N曲线计算公式 83

6.5 ASME标准中焊接结构的疲劳寿命评估 88

6.6 本章小结 91

参考文献 91

第7章 焊接接头抗疲劳设计与寿命评估 92

7.1 EN15085的焊接接头设计完整性流程 93

7.2 焊接接头疲劳载荷的获取 95

7.3 获取焊接接头上疲劳载荷的子结构技术 95

7.4 确定应力因数等级的两种技术 99

7.4.1 基于名义应力计算应力因数的具体步骤 99

7.4.2 基于结构应力计算应力因数的具体步骤 102

7.4.3 随机载荷作用时应力状态的确认 105

7.5 本章小结 107

参考文献 108

第8章 基于结构应力的虚拟疲劳试验技术 109

8.1 应力集中与刚度不协调 109

8.2 基于结构应力的虚拟疲劳试验技术平台 113

8.3 虚拟疲劳试验的实例 116

8.3.1 某轨道货车三轴焊接构架的虚拟疲劳试验 116

8.3.2 某轨道客车转向架焊接构架的虚拟疲劳试验 120

8.4 本章小结 124

参考文献 125

第9章 模态结构应力与频域结构应力 127

9.1 模态结构应力的定义与计算 127

9.1.1 模态的基础知识 127

9.1.2 模态结构应力的计算公式 130

9.1.3 模态结构应力的计算实例 132

9.2 频域结构应力的定义与应用 135

9.2.1 随机振动基础知识 136

9.2.2 频域结构应力的推导及疲劳评估 139

9.2.3 频域结构应力计算实例 142

9.3 本章小结 147

参考文献 148

第10章 结构应力法的最新研究成果 149

10.1 剩余寿命评估及等效初始裂纹替代法 149

10.2 多轴疲劳问题的MLP法 153

10.2.1 多轴应力状态 153

10.2.2 PDMR方法 155

10.2.3 MLP方法 157

10.2.4 MLP方法的物理解释 159

10.2.5 Sonsino和Kueppers的试验 161

10.3 低周疲劳问题的结构应变法 163

10.3.1 伪弹性应力与LCF数据的处理 164

10.3.2 结构应变法与低周疲劳 166

10.3.3 基于LCF测试数据的验证 169

10.4 基于等效结构应变参数的统一方程 171

10.4.1 结构应力与结构应变的比较 171

10.4.2 主应变-寿命曲线 172

10.5 本章小结 174

参考文献 175

第11章 结构应力法的工程应用案例 177

11.1 SAE“疲劳挑战”案例 177

11.1.1 基于结构应力的焊缝疲劳开裂位置预测 177

11.1.2 基于主S-N曲线的焊缝疲劳寿命预测 179

11.2 焊接吊架疲劳隐患成功治理案例 182

11.2.1 应力集中的确认 182

11.2.2 缓解应力集中的对策及有效性验证 183

11.3 焊根疲劳开裂的成功治理案例 186

11.3.1 结构应力的计算 186

11.3.2 改进方案的疲劳强度评估 187

11.4 焊缝疲劳开裂识别案例 190

11.4.1 结构应力计算 191

11.4.2 动应力测试 192

11.5 本章小结 193

参考文献 194