超高周疲勞與斷裂 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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程禮，焦勝博，李全通 等 著

圖書標籤:

• 超高周疲勞
• 疲勞斷裂
• 材料力學
• 斷裂力學
• 金屬材料
• 疲勞壽命
• 應力壽命
• 微觀力學
• 損傷力學
• 結構完整性

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118112108

版次：1

商品編碼：12073841

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版紙

頁數：174

字數：278000

正文語種：中文

內容簡介

　　自20世紀80年代日本科學傢發現中碳銅超高周疲勞行為以來，引起瞭世界各國學者高度重視。21世紀，我國超高周疲勞研究快速發展，在不少方麵走到瞭世界前列。但是，超高周疲勞的機理與規律遠較低周和高周疲勞較為復雜和多樣，至今還沒有形成完整的理論體係，相關著作十分缺乏。《超高周疲勞與斷裂》在梳理總結國內外研究成果的基礎上，係統介紹試驗方法和特點，闡明科學概念和機理規律，展望學科未來的發展方嚮。

目錄

第1章 緒論
1．1 現代機械裝備麵臨的超長壽命疲勞問題
1．1．1 疲勞理論的曆史迴顧
1．1．2 超長壽命疲勞新問題
1．1．3 超高周疲勞對裝備設計的影響
1．2 疲勞問題分類
1．2．1 基於壽命的疲勞分類
1．2．2 基於尺度的疲勞分類
1．2．3 基於應用的疲勞分類
1．3 超高周疲勞研究的發展與現狀
1．3．1 發展曆程
1．3．2 國內外主要的研究團隊

第2章 傳統疲勞試驗方法
2．1 鏇轉彎麯疲勞試驗方法
2．1．1 鏇轉彎麯疲勞試驗原理
2．1．2 多工位鏇轉彎麯疲勞試驗係統
2．1．3 鏇轉彎麯疲勞試件設計與加工
2．2 電液伺服疲勞試驗方法
2．2．1 電液伺服疲勞試驗原理
2．2．2 諧振式高頻疲勞試驗係統
2．2．3 液壓加載疲勞試件設計
2．3 電磁振動颱疲勞試驗方法
2．3．1 電磁振動颱疲勞試驗原理
2．3．2 電磁振動颱疲勞試驗係統
2．3．3 振動疲勞試件設計

第3章 超聲疲勞試驗方法
3．1 超聲疲勞試驗技術
3．1．1 超聲疲勞試驗原理
3．1．2 超聲疲勞試驗係統及其控製
3．1．3 試驗中的測試技術
3．2 超聲拉壓試件設計
3．2．1 彈性體中的縱波和一維直杆試件分析
3．2．2 拉伸疲勞試件設計
3．2．3 實際使用試件參數分析
3．3 拉伸疲勞試件的參數優化
3．3．1 主要幾何參數對設計特性指標的影響
3．3．2 試件的優化指標和優化設計
3．4 超聲薄闆試件設計
3．4．1 常規厚度闆超高周疲勞試驗
3．4．2 超薄闆超高周疲勞試驗

第4章 復雜應力環境狀態的超聲疲勞試驗技術
4．1 變應力比超聲疲勞試驗方法
4．1．1 變應力比超聲疲勞試驗原理及係統設計
4．1．2 變應力比超聲疲勞試件設計
4．2 三點彎麯超聲疲勞試驗方法
4．2．1 三點彎麯超聲疲勞試驗原理及係統設計
4．2．2 三點彎麯超聲疲勞試件設計
4．3 振動彎麯超聲疲勞試驗方法
4．3．1 振動彎麯超聲疲勞試驗原理
4．3．2 振動彎麯超聲疲勞試件設計
4．4 扭轉超聲疲勞試驗方法
4．4．1 扭轉超聲疲勞試驗原理及係統設計
4．4．2 扭轉超聲疲勞試件設計
4．5 微動疲勞超聲試驗方法
4．5．1 微動疲勞超聲試驗原理及係統設計
4．5．2 微動疲勞超聲試驗結果
4．6 高溫環境試驗方法
4．6．1 高溫環境超聲試驗原理及係統設計
4．6．2 高溫疲勞超聲試驗結果

第5章 S-Ⅳ麯綫和疲勞強度
5．1 材料的疲勞特性及其試驗獲取
5．1．1 材料疲勞特性的錶徵方法
5．1．2 5-Ⅳ麯綫的試驗獲取和數據處理
5．2 超高周疲勞的基本特徵
5．2．1 Js-Ⅳ麯綫的基本特徵
5．2．2 平均應力對疲勞行為的影響
5．2．3 材料強度對超高周疲勞行為的影響
5．3 典型工程材料的Js一Ⅳ麯綫
5．3．1 高強度鋼
5．3．2 鋁閤金
5．3．3 鈦閤金
5．3．4 鎳基閤金
5．4 試驗方法對超高周疲勞性能的影響-
5．4．1 軸嚮拉壓加載頻率的影響
5．4．2 軸嚮拉壓與鏇轉彎麯加載方式對比
5．4．3 軸嚮拉壓與振動彎麯加載方式對比
5．4．4 軸嚮拉壓與扭轉疲勞加載方式對比

第6章 斷口形貌特徵和裂紋萌生機製
6．1 疲勞斷口的典型形貌
6．1．1 錶麵裂紋源
6．1．2 內部裂紋源
6．2 內部夾雜裂紋源的斷口細節和萌生機製
6．2．1 鋼中夾雜物及其影響
6．2．2 夾雜物附近的裂紋特徵
6．2．3 微觀裂紋萌生特徵區域的形成機製
6．3 內部無夾雜裂紋源的斷口細節和萌生機製
6．3．1 雙相鋼無夾雜裂紋源的斷口細節
6．3．2 鈦閤金無夾雜裂紋源的斷口細節

第7章 疲勞裂紋擴展分析與壽命預測
7．1 基於斷裂力學的夾雜源裂紋擴展分析
7．1．1 斷裂力學的重要概念
7．1．2 針對缺陷的村上模型及其應用
7．1．3 超高周疲勞壽命預測
7．2 基於塑性應變的疲勞壽命預測方法
7．2．1 基於壽命控製的疲勞唯象描述方法
7．2．2 超高周疲勞的壽命預測方法
7．2．3 純銅在超高周疲勞範圍的循環滑移纍積
7．3 基於位錯堆積和斷裂能量的壽命預測模型
7．3．1 位錯堆積模型
7．3．2 斷裂能量模型
7．3．3 熱耗散模型

第8章 展望
8．1 宏微觀跨尺度超高周疲勞研究
8．1．1 目前研究方法的局限性
8．1．2 宏微觀斷裂力學方法
8．1．3 跨尺度研究的基本路徑
8．2 復閤材料的超高周疲勞研究
8．2．1 復閤材料已成為重要的工程材料
8．2．2 復閤材料超高周疲勞的研究現狀及特點
8．2．3 復閤材料超高周疲勞的主要研究內容
8．3 貼近工程應用的超高周疲勞研究
8．3．1 彈簧的超高周疲勞試驗
8．3．2 焊接接頭的超高周疲勞試驗
8．3．3 復雜載荷條件下超高周疲勞壽命預測
參考文獻

金屬材料的動態行為與壽命預測：現代工程應用與前沿研究 內容簡介 本書深入探討瞭金屬材料在復雜載荷條件下的力學響應、損傷演化及其使用壽命的預測方法。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從微觀結構到宏觀性能的多個層次，旨在為結構設計、材料選擇與失效分析提供全麵、深入的技術指導。 本書首先從材料本徵特性與微觀結構入手，係統闡述瞭金屬材料的晶體結構、位錯運動及其對宏觀力學性能的影響。重點分析瞭冷加工、熱處理、晶界工程等工藝參數如何調控材料的強度、韌性與疲勞抗力。材料的微觀結構特徵，如第二相粒子、晶粒尺寸分布和內部殘餘應力狀態，被視為理解材料宏觀性能的關鍵基礎。 隨後，書籍詳細介紹瞭單軸、多軸以及隨機載荷下的本構關係與本構模型。內容涵蓋瞭綫彈性、彈塑性、粘塑性等多種本構理論。特彆強調瞭在不同應變幅值和應變率下的材料非綫性行為，並對先進的晶塑性模型（Crystalline Plasticity Models）進行瞭深入的講解，這些模型能夠更準確地模擬材料在復雜應力狀態下的變形機理。 本書的核心部分聚焦於斷裂力學原理與裂紋擴展的物理機製。內容覆蓋瞭綫彈性斷裂力學（LEFM）和彈塑性斷裂力學（EPFM）的經典理論，如應力強度因子（$K$）、彈性能量釋放率（$J$ 積分）和裂紋尖端張開位移（CTOD）。除瞭傳統的綫性和彈塑性裂紋擴展外，還詳細分析瞭高周應變控製下的疲勞裂紋萌生與擴展行為，並引入瞭基於能量耗散率的損傷纍積模型。對於韌性斷裂，書中的章節深入討論瞭孔隙形核、生長與匯閤（Nucleation, Growth, and Coalescence, NGC）的微觀機製，以及對高韌性材料斷裂韌性的量化評估方法。 在疲勞壽命評估與預測方麵，本書提供瞭多維度的分析框架。傳統的基於應力（S-N麯綫）和應變（E-N麯綫）的方法被詳細闡述，並結閤瞭修正係數（如平均應力效應、錶麵處理效應）以提高預測的準確性。更進一步，本書探討瞭基於斷裂力學的疲勞壽命預測（Crack Growth Approach），特彆是針對已存在缺陷的結構，如何通過周期性載荷下的裂紋擴展速率方程（如Paris-Erdogan方程的修正形式）來確定結構的安全使用壽命。對於隨機載荷環境，則引入瞭損傷纍積綫性纍加原理（Miner準則的局限性與改進）以及隨機過程理論在疲勞壽命預測中的應用。 先進實驗技術與錶徵是本書不可或缺的一部分。書中詳細介紹瞭用於錶徵材料動態行為和斷裂過程的現代測試方法，包括： 1. 先進的加載與環境控製技術：例如高頻率動態疲勞試驗係統、高溫蠕變疲勞試驗裝置，以及用於模擬真實服役環境的腐蝕疲勞試驗。 2. 實時損傷監測技術：聲發射（AE）技術在裂紋萌生和擴展事件檢測中的應用、數字圖像相關（DIC）技術在應變場全場測量中的應用，以及原位（In-situ）電子顯微鏡觀察技術。 3. 斷口形貌分析：結閤掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM），對疲勞條紋、準靜態斷裂錶麵特徵以及韌窩形態的精細分析。 最後，本書將理論與工程實踐緊密結閤，設立瞭結構完整性評估與壽命管理的專題章節。內容包括：結構剩餘壽命評估（RRLA）、基於風險的檢測（RBI）方法論，以及如何將材料性能數據轉化為可靠的結構設計規範。重點分析瞭焊接結構、連接件以及高溫部件（如渦輪葉片）在服役過程中的特殊失效模式和安全裕度確定。 全書內容深度適中，邏輯清晰，適閤材料科學、機械工程、航空航天工程、土木工程等領域的本科高年級學生、研究生以及從事材料研發、結構設計與失效分析的工程師和研究人員作為專業參考書目。書中包含豐富的工程案例和最新的研究進展，強調理論的工程化應用和解決實際問題的能力培養。

評分☆☆☆☆☆

對於那些習慣於直接套用公式的讀者來說，這本書的閱讀體驗可能會有些挑戰性，但如果你對材料的本徵行為抱有強烈的好奇心，它絕對物超所值。我個人對其中關於先進製造技術（比如增材製造材料）的疲勞性能分析部分特彆感興趣。書中詳細對比瞭傳統鍛造和3D打印材料在微觀晶體結構上的根本差異，以及這些差異如何直接導緻瞭疲勞裂紋啓動能壘的不同。作者沒有停留在錶麵現象的描述，而是深入到粉末熔池的冷卻速率如何決定殘餘應力和孔隙率，進而影響高周疲勞響應的鏈條。這種從工藝到微結構，再到宏觀性能的完整閉環分析，是很多同類書籍所欠缺的。它促使我重新審視那些看似成熟的材料，發現每一個製造環節都潛藏著導緻災難性失效的潛在風險點。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本厚重的著作，我的感受是，它更像是一部關於“材料的韌性極限”的哲學思辨錄，而非僅僅是技術手冊。作者在介紹實驗方法和數據處理時，那種嚴謹到近乎苛刻的態度，讓人對任何簡化假設都保持警惕。我特彆欣賞他對於疲勞模型演進曆史的梳理，從經典的S-N麯綫到如今基於斷裂力學和損傷纍積理論的綜閤模型，每一步跨越都伴隨著巨大的理論挑戰。例如，書中對疲勞損傷演化過程中隨機性和不確定性的處理，沒有簡單地用概率分布一筆帶過，而是探討瞭不同統計模型在預測極端壽命事件時的適用邊界，這極大地拓寬瞭我對“可靠性”概念的理解。與其說這是一本教人如何計算疲勞壽命的書，不如說它是在引導讀者思考：我們到底能多大程度上信任材料的“承諾”？那些關於多軸應力狀態下疲勞損傷纍積的描述，充滿瞭對復雜現實的敬畏，展示瞭材料行為的內在復雜性和非綫性特徵。

評分☆☆☆☆☆

這本《超高周疲勞與斷裂》的論述，著實讓人領略瞭材料科學研究的深度與廣度。尤其在那些關於微觀結構與宏觀性能之間關聯的探討上，作者展現瞭驚人的洞察力。我印象最深的是他對裂紋萌生階段的那些復雜應力狀態的分析，不同於傳統教科書的簡化模型，這裏深入到瞭晶界滑動、位錯運動等層次，試圖用更精細的物理圖像去解釋為什麼在某些特定頻率和載荷組閤下，材料的壽命會急劇下降。讀到那些關於高頻振動下材料內部能量耗散機製的章節時，我感覺自己仿佛置身於一個精密儀器的內部，去觀察那些肉眼不可見的損傷纍積過程。作者沒有迴避材料在真實工況下環境因素（如腐蝕、溫度梯度）對疲勞性能的耦閤影響，這使得全書的結論更具工程實用性，而不是純粹的理論推演。特彆是關於非綫性粘彈性響應如何影響疲勞壽命麯綫的修正部分，我需要反復閱讀纔能完全消化其背後的數學推導和物理意義。整體來看，它提供瞭一個理解材料在極端服役條件下的全新視角，對於需要進行高可靠性設計的工程師來說，絕對是一份珍貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格，在我看來，是極其學術且注重細節的，充滿瞭專業術語的精準運用，對讀者的基礎知識要求很高。它不是一本旨在快速解決當前設計問題的速成讀物，而是一部旨在構建完整知識體係的基石。我尤其贊賞其在“應力集中與幾何效應”章節的處理方式。作者沒有采用常見的簡化梁/闆單元分析，而是引入瞭更高階的場變量來描述局部應力奇異性，並通過有限元模擬結果來佐證理論模型的有效性。那些關於疲勞壽命預測中“尺度效應”的討論，非常發人深省，揭示瞭實驗室小樣本測試數據在放大到實際結構尺寸時可能産生的巨大偏差。這本書迫使我們去思考，在疲勞分析中，我們究竟是在描述一個普遍規律，還是僅僅在優化一個特定幾何和載荷組閤下的經驗解。

評分☆☆☆☆☆

不得不提的是，書中對新齣現的疲勞失效模式的關注，顯示齣作者與時俱進的研究視野。例如，在提及高頻摩擦和高載荷組閤導緻的“接觸疲勞”時，作者不僅僅將其視為一個單獨的現象，而是試圖將其納入到廣義的疲勞損傷纍積框架內進行統一解釋。這種跨學科的整閤能力令人印象深刻。它不再將疲勞僅僅看作拉伸-壓縮過程，而是拓寬到多物理場耦閤的復雜問題。閱讀過程中，我感覺自己正在跟隨一位資深研究者，走訪他多年的實驗現場和數據分析過程，那些詳盡的圖錶和原始數據展示，充滿瞭第一手的、未經美化的真實世界復雜性。總而言之，它對於理解材料在極端高頻次載荷下的“隱形衰老”過程，提供瞭極其係統和深入的理論支持。