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第1章 材料的疲劳性能 1

1.1 疲劳研究的发展 1

1.2 疲劳断裂机理 2

1.3 材料的疲劳强度 8

1.3.1 应力疲劳与应变疲劳 8

1.3.2 疲劳极限图 14

1.4 影响材料疲劳性能的因素 18

1.4.1 应力集中的影响 19

1.4.2 尺寸效应 26

1.4.3 材料表面状态的影响 26

1.4.4 温度和环境的影响 29

1.5 疲劳裂纹扩展 30

1.5.1 断裂力学参量和断裂判据 30

1.5.2 疲劳裂纹扩展行为 35

1.6 腐蚀疲劳分析 38

1.6.1 腐蚀疲劳特点 38

1.6.2 腐蚀疲劳裂纹扩展特性 40

1.7 变幅载荷谱下的疲劳寿命 42

1.7.1 变幅载荷谱 42

1.7.2 Miner线性累积损伤分析 43

第2章 焊接接头的疲劳强度 48

2.1 焊接接头及疲劳概述 48

2.1.1 焊接接头基本形式 48

2.1.2 焊接接头的疲劳特征 50

2.2 对接接头的疲劳强度 51

2.2.1 对接接头的应力集中 51

2.2.2 对接接头的疲劳强度 53

2.3 角焊缝接头的疲劳强度 57

2.3.1 角焊缝接头的应力集中 57

2.3.2 角焊缝接头的疲劳强度 63

2.4 点焊接头的疲劳强度 70

2.4.1 点焊接头的应力集中 70

2.4.2 点焊接头的疲劳强度 72

2.5 焊接管节点的疲劳强度 73

2.5.1 焊接管节点的应力集中 73

2.5.2 管节点的疲劳性能 78

2.6 焊接结构疲劳强度影响因素分析 79

2.6.1 应力集中的影响 79

2.6.2 焊接残余应力的影响 82

2.6.3 焊接缺陷的影响 87

2.6.4 焊接接头组织性能对疲劳强度的影响 93

2.6.5 板厚的影响 95

第3章 焊接结构的疲劳强度分析方法 97

3.1 概述 97

3.2 名义应力评定方法 98

3.2.1 名义应力评定方法基本原理 98

3.2.2 焊接接头的疲劳强度分级 100

3.3 结构应力评定方法 107

3.3.1 结构应力与热点应力 107

3.3.2 热点应力Shs-N曲线 112

3.4 缺口应力应变评定方法 118

3.4.1 弹性缺口应力评定方法 118

3.4.2 弹塑性缺口应力应变分析法 124

3.4.3 局部应变 124

第4章 焊接结构疲劳裂纹扩展断裂力学分析 132

4.1 概述 132

4.1.1 焊接接头裂纹扩展与剩余强度 132

4.1.2 疲劳裂纹扩展寿命评定 135

4.2 焊接接头应力强度因子 139

4.2.1 焊趾表面裂纹应力强度因子 139

4.2.2 焊缝根部裂纹应力强度因子 141

4.2.3 点焊接头裂纹应力强度因子 142

4.3 力学失配对疲劳裂纹扩展的影响 143

4.3.1 焊接接头的强度失配 143

4.3.2 力学失配对疲劳裂纹扩展的影响 145

4.4 焊接残余应力对疲劳裂纹扩展的影响 154

4.4.1 残余应力强度因子 154

4.4.2 残余应力对疲劳裂纹扩展的影响 157

4.5 含缺陷焊接结构的疲劳完整性评定 158

4.5.1 缺陷形状及规则化 159

4.5.2 焊接残余应力的处理 164

4.5.3 含缺陷焊接结构的疲劳评定 166

第5章 焊接结构疲劳强度的随机分析 175

5.1 疲劳性能数据的随机性 175

5.1.1 疲劳寿命的离散性 175

5.1.2 疲劳裂纹扩展的随机性 176

5.1.3 焊接结构的随机因素 176

5.2 疲劳强度概率分析方法 180

5.2.1 疲劳失效概率 180

5.2.2 疲劳失效概率评估 183

5.3 疲劳强度统计特性 189

5.3.1 S-N曲线的统计特性 189

5.3.2 疲劳裂纹扩展的随机分析 193

5.4 焊接结构疲劳失效概率分析 199

5.4.1 焊接结构的随机因素 199

5.4.2 疲劳强度的概率分析 203

5.4.3 疲劳裂纹扩展失效概率分析 206

第6章 焊接结构的抗疲劳设计与控制 209

6.1 焊接结构的抗疲劳设计 209

6.1.1 结构疲劳设计方法概述 209

6.1.2 焊接结构的抗疲劳设计 214

6.1.3 焊接结构件的疲劳试验 220

6.2 焊接接头的抗疲劳措施 224

6.2.1 焊接接头的抗疲劳基本方法 224

6.2.2 焊接接头抗疲劳的工艺措施 226

6.3 焊接结构的合于使用评定 235

6.3.1 焊接结构完整性及合于使用性 235

6.3.2 含缺陷焊接结构的失效评定 237

参考文献 246