Fatigue of materials

目录
1.2.5 案例研究：目标退役
4.9.1 夹杂和气孔近旁的裂纹萌生
4.9.2 微观力学模型
4.10 环境对工业合金疲劳裂纹萌生的影响
4.11 应力集中部位的裂纹萌生
4.11.1 运场循环压缩中的裂纹萌生
习题
第5章 脆性固体的循环形变和裂纹萌生
5.1 脆性的分级
5.2 脆性固体的循环形变模式
5.3 高脆性固体
1.3 机理性基础知识的重要性
5.3.1 机制
5.3.2 本构模型
5.3.3 循环载荷作用的可能影响
5.3.4 高温行为
5.4 半脆性固体
5.4.1 位错塞积引起的裂纹形核
5.4.2 例题：形成不可滑位错的Cottrell机制
5.4.3 循环形变
5.5 相变增韧陶瓷
5.5.1 现象学
1.4 连续介质力学
5.5.2 本构模型
5.6 远场循环压缩中的疲劳裂纹萌生
5.6.1 例题：远场循环压缩中的裂纹萌生
习题
第6章 非晶固体的循环形变和裂纹萌生
6.1 半晶固体和非晶固体的形变特征
6.1.1 形变的基本特点
6.1.2 银纹化和剪切带的形成
6.1.3 晶体材料与非晶体材料循环形变的比较
6.2 循环应力-应变响应
1.4.1 线弹性原理
6.2.1 循环软化
6.2.2 热效应
6.2.3 例题：滞后加热
6.2.4 温升的实验观察
6.2.5 破坏模式的影响
6.3 应力集中部位的疲劳裂纹萌生
6.4 案例研究：膝盖整体替代件的压缩疲劳
习题
第2篇 疲劳设计的总寿命法
第7章 应力-寿命法
1.4.2 应力不变量
7.1 疲劳极限
7.2 平均应力对疲劳寿命的影响
7.3 累积损伤
7.4 表面处理的影响
7.5 统计分析
7.5.1 例题：表面处理的影响
7.6 案例研究：飞机涡轮发动机的高周疲劳
7.7 聚合物的应力-寿命响应
7.7.1 一般描述
7.7.2 机制
1.4.3 塑性原理
7.8 有机复合材料的疲劳
7.8.1 非连续增强复合材料
7.8.2 连续纤维增强复合材料
7.9 应力集中效应
7.9.1 对称循环载荷作用
7.9.2 缺口和平均应力的综合影响
7.9.3 不扩展的拉伸疲劳裂纹
7.9.4 例题：缺口效应
7.10 多轴循环应力
7.10.1 比例和非比例载荷作用
1.4.4 线性粘弹性原理
7.10.2 多轴疲劳载荷的有效应力
7.10.3 拉伸与扭转共同作用的应力-寿命法
7.10.4 临界平面法
习题
第8章 应变-寿命法
8.1 基于应变的总寿命法
8.1.1 低周疲劳寿命与高周疲劳寿命的区分
8.1.2 过渡寿命
8.1.3 例题：金属基复合材料的热疲劳寿命
8.2 缺口件的局部应变法
1.4.5 粘塑性和粘性蠕变
8.2.1 Neuber分析
8.3 变幅循环应变和循环计数
8.3.1 例题：循环计数
8.4 多轴疲劳
8.4.1 有效应变的量度
8.4.2 案例研究：临界破坏平面
8.4.3 多轴疲劳的不同开裂模式
8.4.4 例题：多轴加载破坏的临界平面
8.5 非同相加载
习题
1.5 延性单晶体的形变
第3篇 疲劳设计的损伤容限法
第9章 断裂力学原理及其在描述疲劳中的应用
9.1 Griffith断裂理论
9.2 能量释放率和裂纹扩展驱动力
9.3 线弹性断裂力学
9.3.1 断裂的宏观模式
9.3.2 平面问题
9.3.3 K控制的条件
9.3.4 断裂韧性
9.3.5 疲劳裂纹扩展的描述
1.5.1 分解切应力和切应变
9.4 C和K的等效性
9.4.1 例题：双悬臂梁试样的C和K
9.4.2 例题：鼓包试验中的应力强度因子
9.5 单向加载的塑性区尺寸
9.5.1 Irwin近似
9.5.2 Dugdale模型
9.5.3 Barenblatt模型
9.6 循环加载的塑性区尺寸
9.7 弹-塑性断裂力学
9.7.1 J积分
第1章 引言和综述
习题
9.7.2 Hutchinson-Rice-Rosengren（HRR）奇异场
9.7.3 裂纹顶端张开位移
9.7.4 J控制条件
9.7.5 例题：试样尺寸的要求
9.7.6 疲劳裂纹扩展的描述
9.8 裂纹顶端场的双参数描述
9.8.1 小范围屈服
9.8.2 大范围屈服
9.9 复合型断裂力学
9.10 延性固体的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂
第1篇 循环形变和疲劳裂纹萌生
9.11 裂纹偏折
9.11.1 分叉弹性裂纹
9.11.2 裂纹偏折引起的多轴断裂
9.12 案例研究：飞机机身的损伤容限设计
习题
第10章 延性固体的疲劳裂纹扩展
10.1 裂纹扩展的描述
10.1.1 断裂力学方法
10.1.2 疲劳寿命计算
10.2 疲劳裂纹扩展的微观阶段
第2章 延性固体的循环形变
10.2.1 第I阶段疲劳裂纹扩展
10.2.2 第Ⅱ阶段疲劳裂纹扩展
10.2.3 疲劳辉纹的形成模型
10.2.4 环境对第Ⅱ阶段疲劳的影响
10.3 疲劳裂纹扩展的不同区段
10.4 疲劳裂纹的近门槛扩展
10.4.1 疲劳门槛的模型
10.4.2 微观组织结构尺寸的影响
10.4.3 滑移特征的影响
10.4.4 例题：裂纹长度问题
2.1 单晶体的循环应变硬化
10.4.5 疲劳门槛值的测定
10.5 裂纹扩展的中间区
10.6 高扩展速率区
10.7 案例研究：飞机构件的疲劳失效
10.8 案例研究：髋股骨整体部件的疲劳失效
10.9 Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展
10.9.1 复合型疲劳断裂图
10.9.2 复合型裂纹路径
10.9.3 综合性评述
10.10 I-Ⅲ复合型疲劳裂纹扩展
2.2 单晶体的循环饱和
10.10.1 裂纹扩展特性
10.10.2 真实扩展阻力的估计
习题
第11章 脆性固体的疲劳裂纹扩展
11.1 循环加载对裂纹扩展的某些一般性影响
11.2 脆性固体裂纹扩展的描述
11.2.1 静载荷下的裂纹扩展
11.2.2 循环载荷下的裂纹扩展
11.3 脆性固体的裂纹扩展阻力和增韧
11.3.1 例题：断裂阻力与裂纹扩展稳定性
2.2.1 单向与循环塑性应变的比较
11.4 拉伸疲劳裂纹前缘的循环损伤区
11.5 低温下的疲劳裂纹扩展
11.6 案例研究：人工心脏瓣膜的疲劳开裂
11.7 高温下的疲劳裂纹扩展
11.7.1 形变的微观机制和晶界/界面玻璃薄膜引起的损伤
11.7.2 高温下裂纹扩展特征
11.7.3 粘性膜和桥连带的作用
习题
第12章 非晶固体的疲劳裂纹扩展
12.1 疲劳裂纹扩展特性
2.3 循环硬化的不稳定性
12.2 疲劳裂纹扩展机制
12.2.1 疲劳辉纹
12.2.2 非连续扩展带
12.2.3 银纹化与剪切流变的综合效应
12.2.4 剪切带
12.2.5 某些普遍性的观察结果
12.2.6 例题：环氧树脂粘合剂的疲劳裂纹扩展
12.3 金属玻璃的疲劳
12.4 案例研究：像胶增韧环氧树脂的疲劳断裂
习题
2.3.1 例题：活动滑移系的确定
第4篇 某些新问题
第13章 接触疲劳：滑动、滚动和微动
13.1 基本术语和定义
13.2 法向载荷作用下静态接触力学
13.2.1 平面上的弹性压痕
13.2.2 塑性形变
13.2.3 卸载过程中的残余应力
13.3 滑动接触疲劳力学
13.3.1 平面上的球体滑动
13.3.2 平面上柱体的部分滑动和全滑动
2.3.2 位错脉络的形成
13.3.3 平面上球体的部分滑动
13.3.4 切向力的循环变化
13.4 滚动接触疲劳
13.4.1 滚动接触疲劳中的滞后能耗散
13.4.2 滚动和滑动接触疲劳的适应极限
13.5 接触疲劳损伤机制
13.5.1 微观损伤类型
13.5.2 案例研究：齿轮的接触疲劳开裂
13.6 微动疲劳
13.6.1 定义和出现条件
2.3.3 脉络结构的基本尺度
13.6.2 微动疲劳损伤
13.6.3 缓解微动疲劳的方法
13.6.4 例题：微动疲劳的断裂力学分析
13.7 案例研究：涡轮发电机转子的微动疲劳
13.7.1 设计细节和几何条件
13.7.2 服役载荷和损伤的出现
习题
第14章 疲劳裂纹扩展的阻滞和瞬态过程
14.1 疲劳裂纹闭合
14.2 塑性诱发的裂纹闭合
1.1 研究内容及其历史发展过程
2.4 沿驻留滑移带的形变
14.2.1 机制
14.2.2 解析模型
14.2.3 数值模型
14.2.4 载荷比对疲劳门槛值的影响
14.3 氧化物诱发的裂纹闭合
14.3.1 机制
14.3.2 环境效应的本质
14.4 裂纹粗糙诱发的裂纹闭合
14.4.1 机制
14.4.2 疲劳门槛的显微组织效应的实质
2.5 驻留滑移带的位错结构
14.5 粘滞性流体诱发的裂纹闭合
14.5.1 机制
14.6 相变诱发的裂纹闭合
14.7 疲劳裂纹闭合的基本特征
14.8 裂纹闭合的定量化处理问题
14.9 疲劳裂纹的偏折
14.9.1 线弹性分析
14.9.2 实验观察
14.9.3 例题：裂纹偏折的可能好处
14.10 其它阻滞机制
2.5.1 复合模型
14.10.1 复合材料中的裂纹桥连和拦截
14.10.2 先进金属体系中的裂纹阻滞
14.11 案例研究：变幅谱载荷
14.12 拉伸超载的阻滞效应
14.12.1 塑性诱发的裂纹闭合
14.12.2 裂纹顶端钝化
14.12.3 残余压应力
14.12.4 裂纹的偏折或分叉
14.12.5 近门槛的机制
14.13 压缩超载的瞬态效应
2.5.2 例题：位错偶极子和循环形变
14.13.1 缺口材料的压缩超载
14.14 载荷顺序的影响
14.14.1 块拉伸载荷顺序
14.14.2 拉-压载荷顺序
14.15 寿命预测模型
14.15.1 屈服区模型
14.15.2 裂纹闭合的数值模型
14.15.3 工程方法
14.15.4 特征方法
习题
2.6 驻留滑移带非弹性行为的本构模型
第15章 疲劳小裂纹
15.1 小裂纹的定义
15.2 相似性
15.3 显微组织对小裂纹扩展的影响
15.4 小裂纹的门槛条件
15.4.1 过渡裂纹尺寸
15.4.2 循环塑性区的临界尺寸
15.4.3 滑移带模型
15.5 缺口根部小裂纹的断裂力学
15.5.1 裂纹萌生的门槛
2.6.1 一般特征
15.5.2 例题：缺口根部小裂纹的扩展
15.6 小裂纹扩展的连续介质力学方法
15.6.1 疲劳小裂纹的双参数描述
15.6.2 近顶端塑性
15.6.3 缺口根部塑性
15.7 疲劳裂纹的物理微小性效应
15.7.1 力学效应
15.7.2 环境效应
15.8 “小裂纹问题”的起源
15.9 案例研究：表面涂层中的疲劳小裂纹
2.6.2 驻留滑移带的硬化
15.9.1 裂纹垂直趋近界面的理论基础
15.9.2 表面涂层疲劳的应用
习题
第16章 环境对疲劳行为的影响：腐蚀疲劳和蠕变疲劳
16.1 腐蚀疲劳的机制
16.1.1 含氢气体
16.1.2 水介质
16.1.3 金属脆
16.2 腐蚀疲劳裂纹的萌生
16.2.1 气体环境
2.6.3 驻留滑移带与自由表面相交部位的硬化
16.2.2 水环境
16.3 腐蚀疲劳裂纹的扩展
16.3.1 腐蚀疲劳裂纹扩展类型
16.3.2 脆性辉纹的形成
16.3.3 力学因素的影响
16.3.4 腐蚀疲劳模型
16.4 案例研究：汽车排气阀的疲劳设计
16.5 低温疲劳
16.6 高温下的疲劳损伤和裂纹萌生
16.6.1 损伤的微观机制
2.6.4 卸载和再加载
16.6.2 寿命预测方法
16.7 高温疲劳裂纹的扩展
16.7.1 断裂力学描述
16.7.2 蠕变疲劳裂纹扩展的描述
16.7.3 小结和某些普遍观察结果
16.8 案例研究：汽轮发电机的蠕变疲劳
习题
附录 一些常用的裂纹几何条件的应力强度因子
参考文献
2.6.5 空位的产生
1.1.1 案例研究：疲劳和彗星号客机
2.7 驻留滑移带的形成
2.7.1 电子显微镜观察
2.7.2 静态或能量模型
2.7.3 自组织位错结构的动态模型
2.8 迷宫结构和胞结构的形成
2.8.1 例题：多滑移
2.9 晶体取向和多滑移的影响
2.10 案例研究：工业用面心立方合金晶体
2.11 面心立方晶体中单向形变与循环形变的比较
2.12 体心立方单晶体的循环形变
1.2 疲劳设计方法
2.12.1 体心立方晶体在疲劳过程中的形状变化
2.13 六方密堆单晶体的循环形变
2.13.1 钛单晶体的基本特征
2.13.2 钛单晶体的循环形变
习题
第3章 延性多晶固体的循环形变
3.1 晶界和多滑移效应
3.1.1 面心立方金属单晶体与多晶体的比较
3.1.2 织构效应
3.2 面心立方双晶体的循环形变
1.2.1 总寿命法
3.2.1 例题：独立滑移系的数目
3.3 多晶体的循环硬化和软化
3.4 合金化、交滑移和层错能的影响
3.5 沉淀效应
3.6 Bauschinger效应
3.6.1 术语
3.6.2 机制
3.7 适应现象
3.8 单轴疲劳和多轴疲劳的连续介质模型
3.8.1 并联亚单元模型
1.2.2 损伤容限法
3.8.2 加工硬化模量场
3.8.3 循环塑性的双表面模型
3.8.4 其它方法
3.9 循环蠕变或棘齿效应
3.10 金属基复合材料的热循环
3.10.1 热弹性形变
3.10.2 热疲劳的特征温度
3.10.3 热循环过程中的塑性应变累积
3.10.4 基体应变硬化的影响
3.10.5 例题：金属基复合材料热疲劳的临界温度
1.2.3 不同方法的比较
3.11 层状复合材料的热循环
3.11.1 双层材料的热弹性形变
3.11.2 薄膜极限：Stoney公式
3.11.3 热疲劳的特征温度
习题
第4章 延性固体的疲劳裂纹萌生
4.1 表面粗糙度和疲劳裂纹萌生
4.1.1 早期的观察和观点
4.1.2 电子显微镜观察
4.2 空位偶极子模型
1.2.4 “安全-寿命”和“失效-安全”概念
4.3 裂纹沿驻留滑移带的萌生
4.4 表面在裂纹萌生中的作用
4.5 裂纹萌生的计算模型
4.5.1 空位扩散
4.5.2 数字模拟
4.5.3 例题：空位效应
4.6 环境对裂纹萌生的影响
4.7 循环滑移的运动学不可逆性
4.8 裂纹沿晶界和孪晶界的萌生
4.9 工业合金中的裂纹萌生
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