第1章 失效分析的发展 1
1.1 失效分析的发展历史 1
1.1.1 古代失效分析 1
1.1.2 近代失效分析 2
1.1.3 现代失效分析 3
1.2 现代失效分析在中国的发展 3
1.3 现代失效分析的发展方向 5
1.4 失效分析的主要分支学科 8
1.5 失效分析与材料等相关学科的关系 9
参考文献 11
第2章 铁磁材料损伤的金属磁记忆检测与评估 13
2.1 磁记忆检测技术 13
2.1.1 磁记忆检测技术基本原理 13
2.1.2 应力作用下的磁畴形貌变化 14
2.2 静载拉伸损伤的磁记忆技术表征 17
2.2.1 光滑试件损伤行为表征 17
2.2.2 缺口试件损伤行为表征 22
2.2.3 在线和离线检测对磁信号的影响 26
2.3 疲劳损伤的磁记忆技术表征 28
2.3.1 低周疲劳损伤表征 28
2.3.2 高周疲劳损伤表征 35
2.3.3 磁记忆检测定量表征模型 39
2.4 金属磁记忆检测系统的应用 45
2.4.1 传动齿轮轴磁记忆检测 45
2.4.2 锥齿轮轴磁记忆检测 49
2.4.3 动力输入齿轮轴磁记忆检测 52
参考文献 54
第3章 安全评估与寿命预测 55
3.1 安全评估与寿命预测的基本方法 55
3.1.1 安全评估与寿命预测的内涵 55
3.1.2 材料性能的评估 56
3.1.3 构件的安全评估 58
3.1.4 系统的安全评估 61
3.1.5 寿命预测 65
3.1.6 计算机模拟在安全评估与寿命预测中的应用 68
3.2 原始疲劳质量评定 69
3.2.1 原始疲劳质量的内涵与应用 70
3.2.2 结构细节原始疲劳质量的评估 71
3.2.3 材料原始疲劳质量评估 75
3.2.4 原始疲劳质量评估的影响因素 76
3.3 寿命加速试验评估方法 78
3.3.1 寿命加速试验 78
3.3.2 加速试验损伤退化模型 81
3.3.3 基于加速试验的寿命可靠性评估方法 83
3.3.4 弹簧应力松弛加速试验及其可靠性评估 84
3.3.5 胶接结构加速试验和贮存寿命可靠性评估 89
参考文献 96
第4章 计算机辅助失效分析 97
4.1 计算机专家系统 97
4.1.1 专家系统的基本概念 97
4.1.2 专家系统的发展和应用 97
4.2 失效分析领域知识获取和表达 100
4.2.1 失效分析领域知识特点分析 100
4.2.2 失效分析知识表达方式的确定 100
4.3 失效分析专家系统模型构建 102
4.4 失效分析专家系统数据库 104
4.4.1 案例库 105
4.4.2 字典库 107
4.4.3 规则库 109
4.4.4 全文案例管理子系统 110
4.4.5 数据挖掘知识获取 111
4.5 智能推理 115
4.5.1 规则推理 115
4.5.2 类比推理 117
4.6 系统集成与应用举例 123
4.6.1 系统集成 123
4.6.2 系统使用 125
参考文献 128
第5章 疲劳断口定量分析 129
5.1 断口定量分析的作用 129
5.1.1 疲劳断口定量分析的内涵 129
5.1.2 疲劳断口定量分析的作用 130
5.2 疲劳断口定量分析技术 131
5.2.1 疲劳断口定量分析的断裂特征 132
5.2.2 疲劳断口定量分析的常用模型 135
5.2.3 疲劳断口定量分析的影响因素 143
5.3 断口定量反推疲劳扩展寿命 145
5.3.1 载荷类型与断裂特征的对应关系 145
5.3.2 断口反推疲劳扩展寿命的基本过程 148
5.3.3 断口反推疲劳扩展寿命的应用 149
5.4 断口反推疲劳应力 153
5.4.1 参数的确定方法 153
5.4.2 断口反推疲劳应力的基本过程 154
5.4.3 断口定量分析叶片振动应力 155
参考文献 159
第6章 定向凝固与单晶高温合金的再结晶及其控制 161
6.1 金属再结晶 161
6.1.1 回复与再结晶 161
6.1.2 动态回复和动态再结晶 162
6.2 定向凝固与单晶高温合金再结晶的基本特点 163
6.3 定向凝固与单晶高温合金再结晶的主要影响因素 165
6.3.1 热处理条件对再结晶的影响 165
6.3.2 变形条件对再结晶的影响 170
6.4 再结晶对定向凝固与单晶高温合金性能的影响 174
6.4.1 再结晶对定向凝固和单晶合金持久性能的影响 174
6.4.2 再结晶对定向凝固和单晶合金疲劳性能的影响 181
6.4.3 含再结晶层叶片的疲劳断裂 186
6.5 定向凝固与单晶高温合金的动态再结晶 188
6.5.1 定向凝固合金的动态再结晶 189
6.5.2 单晶高温合金的动态再结晶 191
6.5.3 动态再结晶的基本形态 193
6.5.4 动态再结晶的控制 196
6.6 定向凝固与单晶高温合金再结晶的检测与控制 196
6.6.1 再结晶的检测 196
6.6.2 再结晶的工艺控制 198
6.6.3 再结晶的工艺控制标准 199
6.7 定向凝固合金的喷丸强化与再结晶 199
6.7.1 定向合金喷丸强化的特点与应用 199
6.7.2 喷丸对定向合金高周疲劳性能的影响 201
6.7.3 定向合金喷丸的强化因素与再结晶 203
参考文献 209
第7章 高分子材料的失效行为 210
7.1 高分子材料的失效机理 210
7.1.1 高分子材料的基本特性 210
7.1.2 失效机理 211
7.2 橡胶密封件失效 220
7.2.1 橡胶密封件的常见失效形式与特点 220
7.2.2 影响橡胶密封件失效的主要因素 221
7.3 有机玻璃制件失效 224
7.3.1 有机玻璃制件的常见失效形式与特点 224
7.3.2 影响有机玻璃制件失效的主要因素 225
参考文献 225
第8章 复合材料损伤与失效 226
8.1 复合材料的失效分析 226
8.1.1 复合材料失效分析程序 226
8.1.2 常用的失效分析方法 227
8.2 复合材料的缺陷与损伤 233
8.2.1 常见缺陷 233
8.2.2 冲击损伤 237
8.3 复合材料的失效特征 240
8.3.1 拉伸 240
8.3.2 压缩 243
8.3.3 弯曲 245
8.3.4 剪切 247
8.4 复合材料在湿热环境下的损伤与失效 248
8.4.1 湿热环境下的损伤与失效机理 248
8.4.2 湿热环境对材料性能的影响 253
8.5 复合材料构件失效因素 255
8.5.1 设计因素 255
8.5.2 工艺原因 258
8.5.3 无损检测 259
8.5.4 使用维护 259
8.5.5 沟通与合作 259
8.5.6 复合材料失效的认识不够 260
参考文献 260
第9章 结构材料的温色特征 262
9.1 结构材料的温色特征及其鉴别方法 262
9.2 典型结构材料温色特征 265
9.2.1 常用高温合金温色特征 265
9.2.2 常用钛合金温色特征 265
9.2.3 常用结构钢温色特征 266
9.3 结构材料温色图谱 267
参考文献 267
第10章 新型关键结构材料的损伤行为 269
10.1 典型结构材料的断裂特征与断口图谱 269
10.1.1 断口图谱的研究方法 269
10.1.2 典型结构材料的断口图谱 275
10.2 钛合金损伤 281
10.2.1 钛及钛合金 281
10.2.2 钛合金的疲劳损伤 284
10.2.3 钛合金的环境损伤 294
10.2.4 钛合金的磨损损伤 300
10.2.5 钛合金的表面污染 301
10.3 粉末高温合金的损伤 303
10.3.1 粉末高温合金及其缺陷 303
10.3.2 粉末高温合金及其构件的断裂特征 309
10.3.3 粉末高温合金的疲劳行为 315
10.3.4 粉末高温合金及其结构的寿命预测方法 321
参考文献 330