绪论 1
第1章 疲劳与断裂力学概述 3
1.1 疲劳基本概念 3
1.1.1 疲劳定义及破坏特征 3
1.1.2 交变应力 3
1.1.3 S-N曲线 4
1.1.4 等寿命曲线 5
1.1.5 应力疲劳与应变疲劳 6
1.1.6 线性疲劳累计损伤理论 7
1.2 影响结构疲劳性能的主要因素 7
1.2.1 载荷谱的影响 7
1.2.2 应力集中的影响 7
1.2.3 尺寸的影响 8
1.2.4 表面粗糙度、残余应力的影响 8
1.3 金属疲劳破坏机制、扩展与断口分析 9
1.3.1 疲劳破坏机制 9
1.3.2 疲劳裂纹扩展理论 9
1.3.3 断口分析 10
1.4 疲劳寿命预测方法 12
1.4.1 名义应力法 12
1.4.2 局部应力-应变法 12
1.4.3 多轴疲劳理论 13
参考文献 15
第2章 孔的表面质量对寿命的影响 16
2.1 表面缺陷对开孔疲劳性能的影响 16
2.1.1 划痕 16
2.1.2 空穴 21
2.1.3 夹杂 24
2.2 孔的加工质量对开孔疲劳性能的影响 28
2.2.1 粗糙度 28
2.2.2 垂直度 31
2.2.3 圆柱度 34
2.2.4 圆度 36
2.2.5 孔的加工质量与经验公式 38
2.3 制孔工艺对开孔疲劳性能的影响 38
2.3.1 试样尺寸及加载方式 39
2.3.2 疲劳试验结果 39
参考文献 40
第3章 孔的抗疲劳强化技术 42
3.1 冷挤压工艺对开孔疲劳性能的影响 42
3.1.1 直接芯棒挤压工艺及其参数 43
3.1.2 表面残余应力测试 44
3.1.3 疲劳试验结果及断口分析 47
3.1.4 有限元分析 48
3.2 压印对开孔疲劳性能的影响 50
3.2.1 压印工艺 50
3.2.2 压头尺寸对残余应力分布的影响 50
3.2.3 不同因素对压印强化孔边残余应力的影响 53
3.2.4 三开孔试样压印强化疲劳试验 55
3.3 锤击对开孔疲劳性能的影响 56
3.3.1 锤击及疲劳试验 56
3.3.2 锤击有限元分析 59
3.3.3 断口分析 61
参考文献 62
第4章 喷丸强化技术 63
4.1 喷丸强化机理及其研究现状 63
4.2 不同喷丸介质对疲劳的影响 64
4.2.1 疲劳试验 64
4.2.2 疲劳试验数据对比分析 64
4.2.3 疲劳断口分析 67
4.2.4 不同喷丸介质下的喷丸数值模拟 67
4.3 表面粗糙度对喷丸残余应力场的影响 70
4.3.1 有限元模型 70
4.3.2 残余应力分布特征 71
4.3.3 表面粗糙度对喷丸残余应力的影响 72
4.3.4 考虑表面粗糙度时弹丸尺寸对残余应力的影响 73
4.3.5 考虑表面粗糙度时喷丸速度对残余应力的影响 74
4.4 靶材力学性能对喷丸能量转化的影响 76
4.4.1 动能与变形能之间的转化 76
4.4.2 有限元模型 77
4.4.3 模型验证 78
4.4.4 靶材杨氏模量的影响 79
4.4.5 靶材屈服强度的影响 80
4.4.6 应变硬化率的影响 80
参考文献 81
第5章 连接件抗疲劳设计与分析 83
5.1 单剪斜搭接 83
5.1.1 疲劳试验 83
5.1.2 钉传载荷影响因素分析 86
5.1.3 孔边应力分析 89
5.2 双剪大过盈连接 91
5.2.1 过盈量对钉传载荷的影响 91
5.2.2 疲劳试验及分析 94
5.3 反向双犬骨连接 98
5.3.1 钉传载荷试验 98
5.3.2 疲劳试验 100
5.3.3 最大主应力分析 101
5.4 多轴疲劳理论在连接件寿命评估的应用 102
5.4.1 铝合金反向双犬骨试件的寿命预测 102
5.4.2 单剪斜搭接寿命预估 104
参考文献 104
第6章 盒段抗疲劳试验与分析 105
6.1 盒段疲劳试验 105
6.1.1 试验件 105
6.1.2 加载方式及试验结果 105
6.2 盒段寿命评估 108
6.2.1 盒段模型及结果 108
6.2.2 初始缺陷的形态和尺寸 109
6.2.3 疲劳裂纹扩展解析程序 110
6.2.4 评估结果 111
参考文献 113