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目录1

第一章 产品发展的一般程序7

1.1设计阶段7

1.1.1几何估计8

1.1.2重量估计8

1.1.3载荷估计8

1.1.4工作应力10

1.1.4.1名义应力的估计10

1.1.4.2应力集中问题10

1.1.4.4失效判据11

1.1.4.3应力周的估计11

1.1.5材料强度估计12

1.2试验发展阶段13

1.2.1服役载荷求定13

1.2.1.1服役载荷的测量13

1.2.1.2服役载荷求定15

1.2.2工作应力求定15

1.2.2.1零件15

1.2.3材料强度求定16

1.2.2.3整车或整机16

1.2.2.2总成16

1.2.4设计完善性的评定17

1.3生产阶段18

1.4服役阶段18

第二章 疲劳问题的类型22

2.1新设计22

2.1.1目标载荷－寿命试验22

2.1.2目标载荷－应力关系23

2.1.3.1未知的载荷24

2.1.3选择已知疲劳寿命的零件24

2.1.3.2部分载荷史25

2.1.3.3完整载荷史26

2.1.4材料的疲劳寿命已知26

2.1.5材料的S-N曲线未知27

2.2设计修改28

2.2.1变更施加于零件的应力29

2.2.2变更零件的疲劳强度29

第三章 疲劳特性31

3.1疲劳失效的识别32

3.1.1疲劳区的表面纹理33

3.1.2疲劳裂纹的多源点38

3.1.3扭转疲劳失效41

3.1.4板金件的失效41

3.2金属的疲劳特性41

3.2.1从静特性推测疲劳特性42

3.2.1.1疲劳曲线的预测42

3.2.1.2疲劳极限49

3.2.2影响疲劳特性及行为的因素50

3.2.2.1材料因素51

3.2.2.2施加应力的因素53

3.2.2.3几何因素55

3.2.2.4残余应力60

3.3疲劳强度分析的工程处理法63

3.3.1单轴应力状态下的长寿命疲劳失效64

3.3.2主应力69

3.3.3屈服理论71

3.3.4一般应力状态下的长寿命疲劳失效72

3.4实验室疲劳试验方法81

3.4.1机械类型81

3.4.1.2机械式重复弯曲机82

3.4.1.1机械式旋转弯曲机82

3.4.1.3闭环轴向液力机83

3.4.1.4电磁共振重复弯曲机83

3.4.1.5机械式扭转共振机83

3.4.1.6轴向热疲劳机83

3.4.2疲劳机的控制85

3.4.3规划疲劳试验86

3.5疲劳数据的表达87

3.5.1疲劳的统计学性质88

3.5.2恒寿命疲劳图解91

3.5.3碳钢及合金钢的疲劳数据95

3.5.4铸钢的疲劳极限100

3.5.5石墨铸铁102

3.5.5.1灰铸铁102

3.5.5.2球墨铸铁103

3.5.5.3可锻铸铁108

3.5.6铝108

3.5.6.1疲劳比108

3.5.6.2应力比、温度及复杂载荷的效应113

3.5.6.3铸件115

3.5.6.5焊接联结123

3.5.6.4应力升高因子及机械联结123

3.5.6.6铝的疲劳特性小结127

第四章 载荷及应力求定137

4.1载荷的类型137

4.1.1机械上的载荷137

4.1.2零件上的载荷139

4.1.2.1发动机零件139

4.1.2.2齿轮140

4.1.2.3轴类141

4.1.2.4车架142

4.1.2.5车轮143

4.1.2.6链145

4.1.3残余应力146

4.2实验测量147

4.2.1载荷和应力测量的方法147

4.2.2记录数据的手段153

4.2.2.1静指示器153

4.2.2.2录波仪153

4.2.2.3波峰分布分析仪157

4.2.2.4磁带记录器158

4.2.3测量载荷及应力的试验条件159

4.2.3.1实际服役条件160

4.2.3.2模拟服役条件160

4.2.3.3实验室条件161

4.3载荷与应力数据的表达161

第五章 设计完善性的评定168

5.1安全因数169

5.2失效概率172

5.3累积损伤理论179

5.3.1修正S-N曲线的反斜率d181

5.3.2应用累积损伤理论184

第六章 对疲劳寿命的设计188

6.1从静特性预测疲劳性能之一例190

6.1.1全反复应变－寿命关系190

6.1.2平均应力的效应192

6.1.3缺口效应193

6.1.4尺寸效应196

6.2对高周次用途的设计196

6.2.1曲轴的设计196

6.2.1.1曲轴的分析法设计197

6.2.1.2曲轴的实验法设计201

6.2.2连杆的设计204

6.2.2.1载荷求定205

6.2.2.2疲劳强度求定205

6.2.2.3评定设计的完善性209

6.3对低周次用途的设计211

6.3.1目标载荷－应力关系及目标载荷－寿命试验的应用212

6.3.1.1轿车传动螺旋齿轮212

6.3.1.2推土设备的焊接车架构件214

6.3.2部分载荷史－尖峰载荷分析217

6.3.2.1载荷求定219

6.3.2.2强度求定224

6.3.2.3寿命预测225

6.3.3由服役应力或载荷预测寿命228

6.3.3.1载荷测量229

6.3.3.2齿轮的S-N曲线230

6.3.3.3累积损伤概念230

6.3.3.4寿命计算231

6.3.3.5新设计应力的求定235

6.3.3.6试验台与现场的关联235

6.3.4谱载荷疲劳试验236

6.3.4.1谱载荷疲劳试验的一例239

6.3.4.2谱载荷疲劳试验各步骤小结249

6.3.5设计一族零件以抵抗疲劳载荷249

6.3.5.1弹簧金属在周期载荷下的强度250

6.3.5.2应力计算250

6.3.5.3环境效应255

6.3.5.4设计数据256

6.4提高零件的寿命258

6.4.1应力水平变化对服役寿命的效应259

6.4.2.1应力大小－频率分布函数γ265

6.4.2S-N曲线改变对服役寿命的效应265

6.4.2.2从过去经验中估计γ266

6.4.2.3影响γ的因素267

6.4.2.4标准产品的应用268

6.4.2.5例275

附录A 定义283

附录B 计算S-N曲线的反斜率286

附录C 弹簧应力公式287

附录D 正态曲线下X后的面积290

附录E 单位换算表291

译后记303