抗疲劳设计手册PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 常用术语 1

1.2 疲劳发展史 5

1.3 疲劳分类 7

1.4 金属疲劳破坏机理 8

1.4.1 疲劳裂纹萌生 8

1.4.2 疲劳裂纹扩展 9

1.4.3 失稳断裂 11

1.5 疲劳断口的形貌特征 11

1.5.1 宏观形貌特征 11

1.5.2 微观形貌特征 12

1.6 抗疲劳设计方法 15

1.6.1 抗疲劳设计准则 15

1.6.2 现行的抗疲劳设计方法 15

1.6.3 分析与试验 16

1.6.4 展望 17

第2章 疲劳极限和疲劳图 18

2.1 S-N曲线 18

2.1.1 概述 18

2.1.2 测定方法 19

2.1.3 金属材料的S-N曲线 22

2.1.4 理想化的S-N曲线 42

2.2 疲劳极限 42

2.2.1 概述 42

2.2.2 测定方法 43

2.2.3 金属材料的疲劳极限数据 46

2.2.4 材料疲劳极限与抗拉强度间的关系 62

2.2.5 加载方式、横截面形状和方向性影响 67

2.3 概率密度函数 68

2.4 p-S-N曲线 69

2.4.1 概述 69

2.4.2 测定方法 70

2.4.3 金属材料的p-S-N曲线 75

2.5 疲劳极限线图 87

2.5.1 Smith图 87

2.5.2 Haigh图 88

2.6 等寿命图 94

第3章 影响疲劳强度的因素 109

3.1 缺口效应 109

3.1.1 理论应力集中系数 113

3.1.2 疲劳缺口系数 141

3.2 尺寸效应 157

3.3 表面加工方法的影响 164

3.3.1 影响机理 164

3.3.2 切削用量的影响 165

3.3.3 表面加工系数线图 166

3.3.4 表面加工对疲劳缺口系数的影响 170

3.4 平均应力的影响 171

3.4.1 平均拉应力的影响 171

3.4.2 平均压应力的影响 174

3.4.3 扭转平均应力的影响 175

3.5 其他因素的影响 177

3.5.1 加载频率的影响 177

3.5.2 应力波形的影响 178

3.5.3 中间停歇的影响 178

第4章 疲劳累积损伤理论 179

4.1 概述 179

4.2 线性累积损伤理论 180

4.2.1 Miner法则 180

4.2.2 相对Miner法则 180

4.3 双线性累积损伤理论 182

4.4 非线性累积损伤理论 182

4.4.1 损伤曲线法 182

4.4.2 Corten-Dolan理论 183

4.5 损伤极限 184

第5章 常规疲劳设计 186

5.1 无限寿命设计 186

5.1.1 单轴应力下的无限寿命设计 186

5.1.2 多轴应力下的无限寿命设计 194

5.2 有限寿命设计 199

5.2.1 单轴应力下的有限寿命设计 199

5.2.2 多轴应力下的有限寿命设计 211

第6章 随机疲劳 213

6.1 概述 213

6.2 计数法 213

6.3 程序载荷谱编制 216

6.4 随机疲劳强度计算 218

6.5 随机疲劳试验方法 218

第7章 低周疲劳 220

7.1 材料的应力－应变响应 220

7.1.1 单调应力－应变曲线 220

7.1.2 循环应力－应变曲线与迟滞回线 221

7.2 应变－寿命曲线 223

7.3 低周疲劳寿命估算方法 226

7.4 低周疲劳试验方法 226

7.5 低周应变疲劳数据 227

第8章 局部应力应变法 244

8.1 概述 244

8.2 疲劳寿命估算方法 246

8.2.1 载荷－应变标定曲线法 246

8.2.2 修正Neuber法 249

8.3 推广应用于高周疲劳 251

8.4 多轴应变下的局部应力应变分析法 252

8.4.1 对称循环 252

8.4.2 非对称循环 254

第9章 损伤容限设计 256

9.1 概述 256

9.2 线弹性断裂力学 256

9.3 疲劳裂纹扩展速率 262

9.4 剩余寿命估算 270

9.5 裂纹体的无限寿命疲劳强度计算 272

9.6 断裂控制 272

第10章 概率疲劳设计 274

10.1 概述 274

10.2 应力－强度干涉模型求可靠度 276

10.3 无限寿命下的概率疲劳设计 282

10.3.1 正态分布下的概率疲劳设计 282

10.3.2 非正态分布下的概率疲劳设计 285

10.4 有限寿命下的概率疲劳设计 285

10.4.1 等幅应力下的概率疲劳设计 285

10.4.2 变幅应力下的概率疲劳设计 286

10.4.3 疲劳寿命的可靠性估算 288

10.5 可靠度的置信水平 289

10.6 概率疲劳设计数据 291

第11章 环境疲劳 296

11.1 腐蚀疲劳 296

11.1.1 概述 296

11.1.2 应力腐蚀 297

11.1.3 预腐蚀疲劳 297

11.1.4 气相疲劳 298

11.1.5 水介质疲劳 299

11.1.6 腐蚀疲劳S-N曲线 306

11.1.7 各种影响因素对腐蚀疲劳强度的影响 311

11.1.8 腐蚀疲劳设计方法 318

11.1.9 腐蚀疲劳试验方法及试验装置 319

11.1.10 腐蚀疲劳裂纹扩展 319

11.2 低温疲劳 320

11.3 高温疲劳 323

11.3.1 概述 323

11.3.2 金属的高温疲劳性能 323

11.3.3 影响金属高温疲劳性能的因素 330

11.3.4 高温疲劳寿命估算方法 334

11.4 热疲劳 336

11.4.1 热应力与热疲劳 336

11.4.2 热疲劳寿命估算方法 336

11.4.3 热疲劳试验方法 338

11.5 微动磨损疲劳 339

11.6 接触疲劳 346

11.6.1 失效机理 346

11.6.2 接触应力 346

11.6.3 影响接触疲劳强度的因素 348

11.6.4 接触疲劳强度计算方法 349

11.6.5 接触疲劳试验方法 350

11.7 冲击疲劳 350

第12章 典型零部件的抗疲劳设计 354

12.1 轴的抗疲劳设计 354

12.1.1 轴的受力特点与疲劳破坏部位 354

12.1.2 名义应力计算 354

12.1.3 疲劳强度校核 358

12.1.4 影响系数和安全系数的确定方法 359

12.2 曲轴的抗疲劳设计 360

12.2.1 连杆轴颈的疲劳强度校核 360

12.2.2 主轴颈的疲劳强度校核 364

12.2.3 曲柄臂的疲劳强度校核 364

12.3 齿轮的抗疲劳设计 368

12.3.1 渐开线圆柱齿轮传动 368

12.3.2 圆弧齿轮传动 385

12.3.3 锥齿轮传动 394

12.4 滚动轴承的抗疲劳设计 399

12.4.1 概述 399

12.4.2 按额定动载荷选择轴承 399

12.4.3 按额定静载荷选择轴承 406

12.4.4 滚动轴承的极限转速 407

12.5 弹簧的抗疲劳设计 408

12.5.1 螺旋弹簧 408

12.5.2 板弹簧 410

12.6 压力容器的抗疲劳设计 412

12.6.1 应力分析 412

12.6.2 低周疲劳设计 415

12.6.3 损伤容限设计 420

第13章 联接和接头的疲劳强度 428

13.1 轴向受力的螺纹联接 428

13.1.1 轴向螺纹联接的载荷和载荷分配 428

13.1.2 轴向螺纹联接的抗疲劳设计 431

13.1.3 提高轴向螺纹联接疲劳强度的方法 433

13.2 销钉－凸耳、螺栓和铆接接头 436

13.2.1 销钉－凸耳接头 436

13.2.2 螺栓接头 442

13.2.3 铆接接头 444

13.3 焊接接头 448

13.3.1 焊接接头的疲劳断裂性能 448

13.3.2 影响焊接接头疲劳强度的因素 456

13.3.3 焊接接头的抗疲劳设计方法 478

第14章 提高零构件疲劳强度的方法 497

14.1 合理选材 497

14.2 改进结构和工艺 498

14.2.1 改进结构 498

14.2.2 改进工艺 500

14.3 表面强化 500

14.3.1 概述 500

14.3.2 表面淬火 502

14.3.3 表面化学热处理 505

14.3.4 表面冷作 510

14.3.5 硬化层厚度对疲劳强度的影响 519

14.3.6 表面强化零件的抗疲劳设计方法 520

14.4 表面防护 520

14.5 合理操作与定期检修 522

参考文献 523