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第1章 绪论1

1.1疲劳的概念和历史1

1.2疲劳研究现状及问题点7

1.3静力覆盖方法11

1.4常用的提高材料疲劳性能的方法12

1.4.1增长初始疲劳裂纹萌生寿命的方法13

1.4.2增长疲劳裂纹扩展寿命的方法14

1.4.3过载屈服14

1.4.4减小交变应力中的平均应力水平15

1.5几个工程实际中常见的疲劳问题15

1.6疲劳力学理论的基本观点及假设15

1.7本书的构成16

思考题17

第2章 疲劳的基本概念和基础知识18

2.1失效、破坏与疲劳18

2.2疲劳的分类21

2.3疲劳过程中的微观组织结构及性能的变化23

2.4交变载荷24

2.4.1基态交变载荷25

2.4.2混合态交变载荷25

2.5机械疲劳的基本力学参数27

2.5.1应力疲劳的基本参数27

2.5.2应变疲劳的力学参数30

2.5.3静态疲劳的力学参数31

2.6环境疲劳的环境参数32

2.7处理疲劳问题的力学方法32

2.7.1材料力学方法33

2.7.2断裂力学方法37

2.7.3损伤力学方法44

2.8材料内部的微观缺陷与损伤52

2.9初始损伤和临界损伤53

2.10特征长度的概念55

2.11黏弹性材料循环响应的滞后特性57

2.12本章小结58

思考题58

第3章 应力疲劳的机理和一般性理论60

3.1应力疲劳机理的传统解释60

3.2疲劳裂纹的萌生机制和条件63

3.3原子的热扰动运动65

3.4基于热扰动运动的应力疲劳机理67

3.5体积疲劳损伤变量69

3.6应力疲劳的损伤演化律70

3.6.1损伤演化律的一般形式70

3.6.2存在疲劳极限的机理性依据74

3.6.3静态平衡位置（平均应力）的作用75

3.6.4损伤演化的无量纲参数76

3.7应力疲劳理论76

3.8疲劳准则80

3.9寿命计算方法81

3.10动静角与状态参数83

3.11疲劳试验数据离散的必然性85

3.12关于超长寿命疲劳的疲劳机理86

3.13本章小结87

思考题87

附录 复杂应力状态下公周期内最大主应力计算程序88

第4章 单轴应力疲劳理论92

4.1基态交变应力下的损伤演化92

4.2基态交变应力下的理论S-N曲线94

4.3 S-N曲线中的材料常数和状态参数95

4.3.1损伤状态参数对S-N曲线形状的影响95

4.3.2疲劳特性常数β，γ对S-N曲线形状的影响97

4.3.3疲劳极限的作用98

4.3.4寿命比例系数对S-N曲线的影响99

4.4固定平均应力下的S-N曲线99

4.5固定循环比下S-N曲线102

4.6寿命周期内疲劳损伤的试验验证108

4.7寿命比例系数与循环比的试验关系111

4.8疲劳极限与平均应力的关系114

4.9等寿命疲劳强度曲线118

4.10寿命比例系数与平均应力的关系119

4.11单轴疲劳理论的统一形式120

4.11.1等效对称循环应力幅120

4.11.2等效对称循环寿命121

4.11.3寿命统一评价公式121

4.11.4试验验证121

4.12材料的疲劳特性常数123

4.13疲劳损伤累加规律125

4.14混合态交变应力作用下的单轴疲劳理论127

4.15压缩平均应力下的单轴疲劳129

4.16本章小结133

思考题134

附录4.1I（σa）数据134

附录4.2 S-N曲线试验数据拟合程序137

附录4.3 S-N曲线生成程序140

附录4.4混合态单轴疲劳寿命计算程序144

第5章 多轴应力疲劳理论149

5.1多轴疲劳问题的传统处理方法149

5.1.1主应力振幅法149

5.1.2最大Von-Mises应力法149

5.1.3临界面法150

5.2多轴应力疲劳基本公式151

5.2.1多轴疲劳准则152

5.2.2寿命计算公式153

5.3比例加载多轴疲劳（同频同相）154

5.3.1无静态应力的情况154

5.3.2有比例静态应力的情况160

5.3.3有任意静态应力的情况162

5.4异相多轴疲劳（同频异相）166

5.5异频多轴疲劳171

5.6任意多轴疲劳计算例172

5.7关于结构中损伤演化的数值模拟173

5.8本章小结173

思考题174

附录 任意多轴疲劳寿命计算程序174

第6章 静态疲劳理论181

6.1蠕变破坏及其传统寿命评价方法181

6.2静态疲劳的特征和机理185

6.2.1静态疲劳的特征与传统处理方法185

6.2.2静态疲劳的损伤演化机理188

6.3单轴静态疲劳理论188

6.4静态疲劳试验的加速方法195

6.5静态疲劳试验的注意点196

6.6多轴静态疲劳197

6.6.1 Von-Mises应力法199

6.6.2最大主应力法199

6.6.3静态等效平均应力法200

6.6.4应变能等效应力法201

6.7静态与循环的复合疲劳202

6.8本章小结203

思考题204

附录 静态疲劳数值积分程序205

第7章 具有应力集中或奇异点的应力疲劳问题208

7.1实用工程方法208

7.2疲劳特征长度209

7.3疲劳裂纹的萌生方向和萌生寿命213

7.4具有微小缺陷材料的疲劳极限216

7.5宏观裂纹裂尖的循环应力219

7.6疲劳裂纹稳态扩展曲线220

7.6.1裂尖多轴疲劳寿命与扩展速率220

7.6.2韧性材料的稳态扩展曲线223

7.6.3脆性材料的稳态扩展曲线224

7.7小、微裂纹的疲劳扩展227

7.8微动疲劳和微动磨损228

7.8.1滑移界面端奇异场229

7.8.2微动疲劳的破坏路径和寿命231

7.8.3微动疲劳准则233

7.8.4微动磨损234

7.9面压疲劳237

7.10本章小结241

思考题241

附录7.1脆性材料裂纹扩展速率（对称循环）曲线生成程序242

附录7.2韧性材料裂纹扩展速率曲线生成及调整程序249

第8章 界面疲劳254

8.1界面的组织结构和界面模型254

8.2界面的受力特点256

8.3界面的静态破坏准则260

8.3.1界面裂纹沿界面破坏的准则260

8.3.2完好界面的破坏准则264

8.3.3界面法向应力为压应力时的失效准则267

8.4界面疲劳寿命评价方法267

8.4.1界面疲劳机理268

8.4.2界面裂纹疲劳扩展经验规律269

8.4.3界面起裂寿命评价271

8.4.4界面疲劳的评价参数275

8.5界面疲劳的S-N曲线276

8.6界面裂纹的多轴疲劳扩展277

8.6.1宏观界面裂纹的扩展277

8.6.2界面短裂纹的扩展279

8.6.3界面裂纹的疲劳特征长度280

8.7本章小结281

思考题282

第9章 应变疲劳理论283

9.1应变疲劳的破坏形式283

9.2材料的塑性和循环塑性变形特性284

9.3应变疲劳的损伤累积机理293

9.4单轴应变疲劳296

9.4.1试验规律296

9.4.2疲劳损伤及其演化297

9.4.3 ε-N曲线的数学表达式299

9.4.4应变疲劳的临界损伤301

9.4.5单轴对称应变疲劳寿命试验例302

9.4.6单轴非对称应变疲劳的寿命评价方法304

9.5应变疲劳的材料特性常数305

9.6多轴应变疲劳的损伤累积与寿命评价方法305

9.6.1基于流动应力的损伤演化和寿命评价305

9.6.2关于等效应变幅和应变范围的考察307

9.7拉剪对称比例应变疲劳308

9.8J积分范围在裂纹扩展问题中的应用309

9.9本章小结311

思考题311

附录 单轴应变疲劳寿命计算程序312

第10章 应力腐蚀和腐蚀疲劳316

10.1腐蚀反应的驱动力和损伤演化316

10.2自然腐蚀319

10.3应力腐蚀320

10.4多轴应力腐蚀极限准则325

10.5裂纹的腐蚀开裂扩展速率326

10.6腐蚀疲劳330

10.6.1对称腐蚀疲劳331

10.6.2低循环应力幅下的腐蚀疲劳333

10.6.3非对称腐蚀疲劳334

10.6.4腐蚀疲劳极限336

10.6.5载荷频率的影响337

10.7腐蚀疲劳的裂纹扩展338

10.7.1腐蚀疲劳裂纹扩展的总体特征338

10.7.2关于腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值340

10.7.3裂纹扩展速率曲线与寿命曲线的关系341

10.8本章小结342

思考题343

附录 腐蚀疲劳寿命计算程序343

第11章 蠕变疲劳理论347

11.1蠕变变形及其本构关系347

11.1.1稳态蠕变本构关系的分段唯象表示347

11.1.2迁移蠕变本构关系350

11.1.3黏弹性材料的循环变形特性351

11.2黏弹性断裂力学方法354

11.3蠕变疲劳寿命的经验评价方法355

11.4稳态蠕变的损伤模型和寿命评价方法357

11.4.1几何损伤及其演化律357

11.4.2静态疲劳损伤358

11.4.3耦合损伤演化的寿命计算方法359

11.4.4试验验证360

11.5具有应力奇异点的蠕变疲劳365

11.6多轴蠕变疲劳的临界平面法372

11.7蠕变疲劳损伤演化律373

11.7.1损伤演化律373

11.7.2蠕变疲劳的临界损伤374

11.7.3对称循环蠕变疲劳375

11.7.4非对称应变控制循环376

11.7.5非对称应力控制循环377

11.7.6具有最大应力保持时间的循环应力疲劳381

11.7.7极低频疲劳381

11.8蠕变疲劳中的耦合损伤累积382

11.9关于多轴蠕变疲劳寿命评价参数的考察383

11.10本章小结384

思考题384

附录11.1蠕变破坏寿命计算程序385

附录11.2蠕变疲劳寿命计算程序387

参考文献391