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疲勞與斷裂力學

作者：編者:康國政//劉宇傑//闞前華//于超|責編:華宗琪//崔慧嫻
出版社：科學
ISBN：9787030711533

出版日期：2023/06/01
裝幀：平裝
頁數：214

人民幣：RMB 98 元售價：元

內容大鋼

本書共12章，第1章為緒論；第2?5章為疲勞分析基礎篇，介紹材料循環特性，常幅疲勞的高周疲勞曲線和低周疲勞曲線，變幅疲勞的損傷累積理論，隨機疲勞的循環計數方法及結構疲勞分析方法；第6?9章為斷裂力學基礎篇，介紹線彈性斷裂力學和彈塑性斷裂力學基本理論及疲勞裂紋擴展相關知識；第10?12章為應用和發展篇，介紹基於有限元方法的結構疲勞與斷裂分析及典型工程案例，以及疲勞與斷裂力學研究新進展。
本書根據「疲勞與斷裂力學」課程教學大綱編寫，主要用於高等學校力學、機械、土木、航空航天等專業本科生相關課程的教材，也可供相關研究生和工程技術人員參考。

作者介紹

編者:康國政//劉宇傑//闞前華//于超|責編:華宗琪//崔慧嫻

第1章  緒論
  1.1  引言
    1.1.1  疲勞的發現與研究歷程
    1.1.2  斷裂力學的發展歷程
  1.2  疲勞分析簡介
    1.2.1  疲勞的定義
    1.2.2  疲勞的特點
    1.2.3  疲勞的分類
    1.2.4  疲勞的研究方法和抗疲勞設計
    1.2.5  疲勞的產生機制
  1.3  斷裂力學簡介
    1.3.1  斷裂力學的特點
    1.3.2  斷裂力學的分類
    1.3.3  斷裂力學的研究方法
  1.4  章節安排
  參考文獻
第2章  材料循環變形行為和常幅疲勞分析
  2.1  循環載荷的表徵
  2.2  材料的循環應力-應變響應
    2.2.1  單調應力-應變響應和塑性加-卸載曲線
    2.2.2  循環應力-應變滯迴環和包辛格（Bauschinger）效應
    2.2.3  循環軟化和循環硬化效應
    2.2.4  循環應力幅值-應變幅值曲線
    2.2.5  非對稱循環下的平均應力鬆弛和棘輪行為
  2.3  高周疲勞S-N曲線
    2.3.1  高周疲勞S-N曲線的特點
    2.3.2  高周疲勞S-N曲線的表達式
    2.3.3  高周疲勞S-N曲線的近似估計
  2.4  低周疲勞ε-N曲線
    2.4.1  低周疲勞ε-N曲線的特點
    2.4.2  低周疲勞ε-N曲線的估計和平均應力修正
  2.5  影響疲勞的因素
    2.5.1  應力（應變）幅值和平均應力
    2.5.2  載荷形式的影響
    2.5.3  尺寸效應
    2.5.4  表面狀態
    2.5.5  其他因素
  習題
  參考文獻
第3章  損傷累積理論和變幅疲勞分析
  3.1  線性疲勞損傷累積理論
  3.2  變幅載荷和隨機載荷
    3.2.1  變幅載荷譜
    3.2.2  隨機載荷譜
  3.3  循環計數法
    3.3.1  雨流計數法
    3.3.2  載荷的等損傷轉換
  3.4  隨機載荷下的彈塑性應力-應變響應
    3.4.1  單調載入的應力-應變響應
    3.4.2  循環載入的應力幅值-應變幅值響應

    3.4.3  循環載入的增量應力-應變響應
    3.4.4  加卸載的記憶效應
    3.4.5  隨機載荷下的應力-應變歷程計算
  習題
  參考文獻
第4章  結構疲勞分析基礎
  4.1  缺口效應
  4.2  名義應力法
  4.3  局部應力-應變法
  4.4  基於有限元計算的大型結構疲勞分析方法
  習題
  參考文獻
第5章  材料疲勞試驗及數據處理
  5.1  高周疲勞試驗
    5.1.1  試驗方法
    5.1.2  高周疲勞S-N曲線的繪製
  5.2  低周疲勞試驗
    5.2.1  試驗方法
    5.2.2  低周疲勞?-N曲線的繪製
  5.3  疲勞數據的分散性和概率疲勞P-S-N曲線
    5.3.1  疲勞數據的分散性
    5.3.2  正態分佈
    5.3.3  標準正態分佈
    5.3.4  Weibull分佈
    5.3.5  判斷疲勞壽命分佈類型的方法
    5.3.6  P-S-N曲線
  習題
  參考文獻
第6章  線彈性斷裂力學
  6.1  斷裂力學簡介
    6.1.1  斷裂力學基本概念
    6.1.2  裂紋的定義及分類
  6.2  裂紋尖端附近的應力場和應變場
    6.2.1  Ⅰ型裂紋
    6.2.2  Ⅱ型裂紋
    6.2.3  Ⅲ型裂紋
  6.3  能量理論
    6.3.1  Griffith理論
    6.3.2  Orowan理論
    6.3.3  能量釋放率及其斷裂判據
  6.4  應力強度因子理論
    6.4.1  應力強度因子的定義
    6.4.2  常用應力強度因子的計算
    6.4.3  應力強度因子斷裂判據
  習題
  參考文獻
第7章  彈塑性斷裂力學
  7.1  裂紋尖端的塑性區
    7.1.1  裂紋尖端塑性區的大小
    7.1.2  裂紋尖端小範圍屈服時的應力強度因子修正

  7.2  裂紋尖端張開位移
    7.2.1  Irwin小範圍屈服條件下的COD
    7.2.2  D-B帶狀屈服區模型的COD
    7.2.3  基於裂紋尖端張開位移的斷裂判據
  7.3  J積分理論
    7.3.1  J積分的定義及守恆性
    7.3.2  HHR應力、應變場及基於J積分的斷裂判據
    7.3.3  J積分與其他參數的關係
  習題
  參考文獻
第8章  材料斷裂性能測試試驗
  8.1  斷裂韌性KIC試驗
    8.1.1  試驗方法
    8.1.2  試驗數據處理
  8.2  斷裂韌性JIC試驗
  8.3  斷裂韌性?c試驗
    8.3.1  試驗方法
    8.3.2  試驗數據處理
  習題
第9章  疲勞裂紋擴展分析
  9.1  疲勞裂紋的形成及其擴展
    9.1.1  疲勞裂紋的形成
    9.1.2  疲勞裂紋擴展
  9.2  疲勞裂紋擴展速率及其試驗
    9.2.1  a-N曲線
    9.2.2  da/dN-?K曲線及Paris公式
    9.2.3  疲勞裂紋擴展速率參數的試驗確定
  9.3  疲勞裂紋擴展壽命預測
    9.3.1  裂紋擴展壽命計算公式
    9.3.2  算例
  9.4  影響疲勞裂紋擴展的一些因素
    9.4.1  平均應力的影響
    9.4.2  載入頻率的影響
    9.4.3  過載峰的影響
    9.4.4  腐蝕環境的影響
  習題
  參考文獻
第10章  基於有限元方法的結構疲勞與斷裂分析
  10.1  壓力容器疲勞壽命預測
    10.1.1  有限元模型
    10.1.2  疲勞壽命預測
  10.2  疲勞裂紋擴展預測
    10.2.1  理論依據
    10.2.2  材料模型
    10.2.3  有限元模型
    10.2.4  材料參量輸入
    10.2.5  載荷和邊界條件
    10.2.6  疲勞裂紋擴展預測
  習題
  參考文獻

第11章  結構疲勞及斷裂典型案例分析
  11.1  高速鐵路輪軌滾動接觸疲勞分析
    11.1.1  研究背景
    11.1.2  有限元模型
    11.1.3  疲勞壽命預測模型
    11.1.4  結果與討論
  11.2  高速列車車軸損傷容限分析
    11.2.1  研究背景
    11.2.2  有限元模型
    11.2.3  損傷容限分析方法
    11.2.4  結果與討論
  習題
  參考文獻
第12章  疲勞與斷裂力學研究新進展
  12.1  疲勞研究新進展
    12.1.1  蠕變-疲勞交互作用研究
    12.1.2  棘輪-疲勞交互作用研究
    12.1.3  超高周疲勞行為研究
    12.1.4  多軸疲勞研究
  12.2  斷裂力學研究新進展
    12.2.1  動態斷裂力學研究
    12.2.2  宏微觀斷裂力學研究
    12.2.3  多場耦合斷裂力學研究
  參考文獻

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