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目录1

　前言1

　第一章　绪论1

第一节　疲劳基本定义2

第二节　疲劳研究的发展简史3

第三节　疲劳研究发展现状9

第四节　抗疲劳制造方法简介13

　第二章　金属表面理论与位错15

第一节　金属的界面与表面15

一、金属的界面15

二、金属的表面16

三、表面粗糙度17

四、微凸体的接触19

五、塑性接触和形变硬化的影响22

第二节　金属表面组织结构23

一、金属的表面形貌23

二、机械加工后的金属表面组织25

三、金属表面晶体结构26

第三节　位错的基本性质30

一、位错的定义与柏氏矢量30

二、位错的基本形式32

三、位错强化机制38

　第三章　疲劳相关理论41

第一节　线弹性断裂力学41

一、断裂的宏观表现方式42

二、应力强度因子K43

三、K控制的条件46

四、断裂韧性48

五、线弹性断裂力学在非完全弹性体中应52

力的推广58

第二节　金属的疲劳破坏机理58

一、疲劳裂纹萌生59

二、疲劳裂纹扩展62

三、最后断裂66

四、疲劳断口的特征66

一、线性累积损伤理论72

第三节　疲劳的累积损伤理论72

二、修正线性损伤理论73

三、其他理论74

第四节　疲劳裂纹扩展理论及寿命预测74

一、疲劳裂纹扩展理论74

二、疲劳裂纹扩展寿命预测76

第五节　抗疲劳设计方法79

一、无限寿命设计法79

二、名义应力有限寿命设计法79

三、局部应力应变分析法80

四、损伤容限设计法82

五、疲劳可靠性设计84

一、塑性变形体模型及屈服准则87

第一节　有限元分析理论基础及应用87

第四章　抗疲劳的研究分析方法87

二、加载条件与加载曲面90

三、弹塑性本构关系及其矩阵表达式93

四、有限元分析过程97

五、小弹塑性有限元基本解法102

六、残余应力的计算104

七、工程应用实例——冷挤压孔的有限元104

分析108

第二节　上限元理论及其应用108

一、上限元法（UBET）的理论基础110

二、上限元法在分析内螺纹挤压成形中的110

三、计算实例118

应用118

第三节　疲劳试验121

一、疲劳试验与设备的分类122

二、疲劳特征试验分类123

三、疲劳试验数据分析和处理137

第四节　测试分析方法140

一、光塑性力学分析140

二、云纹法160

三、X射线应力测试方法166

四、电子显微分析170

　第五章　抗疲劳制造原理176

第一节　各因素对疲劳性能的影响176

一、材料静强度的影响177

二、显微组织的影响179

三、热处理组织的影响183

四、表面状况的影响186

五、应力集中的影响187

六、尺寸效应的影响189

七、表层残余应力的影响190

八、腐蚀环境的影响197

九、载荷频率的影响200

第二节　提高零部件疲劳性能的途径201

一、减少应力集中201

二、提高零件的表面强度205

三、配合连接过程中提高疲劳寿命的途径208

第一节　概述209

　第六章　螺纹滚压和挤压技术209

第二节　螺纹滚压210

一、螺纹滚压成形过程及其特点211

二、螺纹滚压加工方法215

三、螺纹滚压参数的选择220

四、螺纹滚压工具227

五、滚压螺纹质量分析229

第三节 内螺纹挤压成形概述230

一、内螺纹挤压成形的优缺点230

二、内螺纹挤压成形的研究现状232

三、内螺纹冷挤压成形的理论基础233

一、内螺纹冷挤压成形机理234

第四节 内螺纹冷挤压成形与增寿机理234

二、挤压螺纹表层组织结构的变化与作用240

三、螺纹表面显微硬度与疲劳性能241

四、采用不同挤压工艺时螺纹的残余应力245

五、表面粗糙度的影响251

第五节 高强度钢内螺纹冷挤压成形的252

试验研究252

一、技术关键与技术路线252

二、挤压丝锥的设计254

三、工件对内螺纹冷挤压成形的影响259

四、挤压速度对内螺纹冷挤压的影响265

五、冷却润滑液对内螺纹冷挤压的影响267

六、挤压螺纹的质量分析271

七、大直径内螺纹的冷挤压成形试验278

八、挤压丝锥的损伤机理281

第六节　疲劳对比试验288

一、试验条件288

二、试验结果与讨论289

三、疲劳断口分析291

四、改善螺纹零件疲劳性能的途径294

　第七章　孔的带开缝衬套冷挤压技术296

第一节　概述296

一、孔的抗疲劳强化技术297

二、孔的冷挤压技术的研究现状303

一、工艺系统的基本硬件组成308

第二节　孔的带开缝衬套冷挤压工艺308

二、带开缝衬套冷挤压工艺过程316

三、带开缝衬套冷挤压工艺参数317

四、带开缝衬套冷挤压工艺质量控制322

第三节　孔壁受力分析及疲劳寿命预测324

一、孔壁受力及残余应力分析324

二、弹塑性应力场分析327

三、工程寿命预测模型的建立335

第四节　带开缝衬套冷挤压孔的微观分339

析340

一、试验条件及分析方法340

二、强化层微观结构分析343

三、位错强化机理分析354

第五节　疲劳对比试验及断口宏、微观356

分析357

一、试验条件357

二、试验结果与分析359

三、疲劳断口分析及裂纹扩展特征363

第六节　材料对挤压强化效果的影响369

一、冷挤压强化中常用工件材料369

二、材料对冷挤压强化的敏感性370

　第八章　喷丸强化技术375

第一节　概述375

第二节　喷丸强化机理378

一、喷丸表层的弹塑性变形和残余压应力378

二、喷丸后表层的组织结构变化387

三、喷丸对表面粗糙度的影响393

第三节　喷丸设备及弹丸394

一、气动式喷丸机395

二、机械离心式喷丸机399

三、内孔喷丸机401

四、手提式气动喷丸机401

五、旋片（板）喷丸器402

六、零件运转机构404

七、喷丸设备的选择原则405

八、弹丸406

一、喷丸强化工艺参数408

第四节　喷丸强化工艺及质量控制408

二、喷丸强化工艺质量的控制和检验411

第五节　喷丸强化工艺对疲劳强度的影415

响416

一、钢制零件喷丸强化的效果416

二、铝合金的喷丸强化效果420

三、钛合金的喷丸强化效果421

四、高温合金的喷丸强化效果424

五、飞机结构材料的喷丸强化效果425

　第九章　高能束抗疲劳制造技术429

第一节　概述429

第二节　激光相变硬化435

一、激光相变硬化的参数控制435

二、各种材料抗疲劳性能的改善444

第三节　激光冲击强化458

一、激光冲击过程分析458

二、激光冲击区表面质量对疲劳寿命的467

影响477

三、激光冲击强化效果的直观检验与控制477

四、激光冲击抗疲劳断裂优化试验484

　五、激光冲击改善材料抗疲劳性能的机理495

分析513

第四节　激光表面合金化513

一、试验方法513

二、试验结果分析514

第五节　爆炸冲击518

第六节　离子注入表面处理523

一、离子注入的特点523

二、离子注入改善材料抗疲劳性能的机理524

三、离子注入抗疲劳试验结果及分析528

　第十章　工程应用实例537

第一节　螺纹挤压强化工艺应用实例537

第二节 带开缝衬套冷挤压工艺应用538

实例538

一、飞机制造中的应用实例538

二、飞机维修中的应用实例547

第三节　喷丸强化工艺应用实例550

　参考文献560