金属构件应用疲劳损伤力学

第一章 绪论 1

1.1 疲劳问题概述 1

1.2 损伤力学与疲劳建模 4

1.3 应用疲劳损伤力学 9

第二章 疲劳损伤本构关系 12

2.1 本构关系的N型描述 12

2.2 含内变量不可逆热力学的基本理论 15

2.3 内变量的正交流动法则 18

2.4 等效应力与应变等价原理 21

2.5 损伤耦合的弹塑性本构关系 23

2.6 本构关系的t型描述 25

第三章 疲劳裂纹形成过程分析的守恒积分方法 30

3.1 含缺口板的守恒积分 31

3.2 应变变程能密度的守恒性——小范围损伤 33

3.3 高周疲劳裂纹形成过程分析的封闭解法 35

3.4 高周疲劳裂纹形成寿命预估实例 38

3.5 中低周疲劳裂纹形成过程分析的守恒积分解法 39

3.6 线性累积损伤理论 42

3.7 p—S—Ni概率疲劳曲线的建立 43

3.8 含键槽轴疲劳裂纹形成过程分析的守恒积分解法 45

第四章 疲劳裂纹形成过程分析的附加应变方法 52

4.1 给定损伤场下的应力与应变场分析——虚功与余虚功方法 53

4.2 计及耦合效应的损伤、应力与应变场分析——附加应变法 56

4.3 计及耦合效应的求解过程——广义时间 59

4.4 含孔板高周疲劳裂纹形成过程的损伤区特性 61

5.1 基本方程、边界条件与初始条件 66

第五章 疲劳裂纹形成过程分析的附加位移法 66

5.2 耦合问题的附加位移——虚功原理解法 69

5.3 广义时间与广义振程 74

5.4 循环加载下的弹塑性规律 80

5.5 低周疲劳裂纹形成寿命预估的计算模型 83

5.6 疲劳裂纹形成寿命预估的实例 86

第六章 疲劳裂纹扩展过程损伤分析的一般原理 93

6.1 疲劳损伤的相似性原理 94

6.2 标准状况下的渐近场 96

6.3 标准状况下物质导数的渐近主项 98

第七章 线弹性损伤下的疲劳裂纹扩展分析 102

7.1 t型描述下疲劳损伤过程区渐近分析 102

7.2 t型描述下的分析实例与结论 107

7.3 N型描述下疲劳损伤过程区渐近分析 115

7.4 N型描述下的分析实例与结论 117

7.5 线弹性损伤下的疲劳裂纹扩展速率 122

7.6 预估疲劳裂纹扩展寿命的封闭解法 126

7.7 疲劳裂纹扩展速率公式的修正 129

附录Ⅰ 关于公式（7.17）的推导 131

附录Ⅱ 关于公式（7.41）的推导 132

第八章 弹塑性损伤下的疲劳裂纹扩展分析 134

8.1 计及疲劳损伤耦合的振程型的弹塑性本构关系 134

8.2 弹塑性疲劳损伤过程区渐近分析 136

8.3 弹塑性疲劳损伤过程区分析实例 141

8.4 弹塑性损伤下的疲劳裂纹扩展速率 146

第九章 预估疲劳寿命的损伤力学—有限元法 151

9.1 疲劳问题的损伤耦合理论 152

9.2 给定损伤场时应力分析的附加载荷—有限元法 153

9.3 给定应力场的损伤分析与裂纹形成及扩展寿命预估 155

9.4 计算实例及其与实验结果的比较 158

9.5 受拉伸轴对称试件的疲劳寿命预估 165

9.6 板试件复合型疲劳裂纹形成与扩展 167

第十章 金属材料各向异性疲劳损伤力学研究 173

10.1 微结构力学模型及其元件力学性质 173

10.2 各向异性疲劳损伤本构关系的建立 175

10.3 微结构力学参数的确定 179

10.4 计及各向异性损伤的疲劳分析 181

第十一章 大范围损伤下疲劳问题的工程解法 188

11.1 一维构件疲劳问题的损伤力学—工程解法 188

11.2 二维构件疲劳问题的损伤力学—工程解法 193

11.3 三维构件疲劳问题的损伤力学—工程解法 198

11.4 疲劳应力集中系数 202

11.5 变幅加载下预估疲劳裂纹形成寿命的封闭解法 203

11.6 损伤力学—工程解法的实验验证 205

全书总结 211

参考文献 213