疲劳强度理论 9787030516299 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

尚德广 著

图书标签:

• 材料力学
• 疲劳强度
• 金属材料
• 结构工程
• 机械工程
• 强度理论
• 寿命预测
• 失效分析
• 工程材料
• 可靠性设计

店铺： 广影图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030516299

商品编码：29624825120

包装：平装

出版时间：2017-09-01

基本信息

书名:疲劳强度理论

定价：82.00元

售价：59.9元,便宜22.1元,折扣73

作者:尚德广

出版社：科学出版社

出版日期：2017-09-01

ISBN：9787030516299

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.4kg

编辑推荐

机械、航空、固体力学等专业研究生，相关专业的高校教师、工程设计人员和科技工作者。

内容提要

《疲劳强度理论》结合力学、机械学、材料学等学科，从理论到试验阐述疲劳强度设计理论与方法，主要内容包括疲劳强度理论的力学基础、疲劳破坏的宏微观特征、材料的循环应力应变特性、疲劳载荷特性与处理方法、基于应力的疲劳分析理论、基于应变的疲劳分析理论、疲劳裂纹扩展寿命的估算、疲劳强度可靠性设计、多轴疲劳和基于频域的疲劳分析方法，是一本论述疲劳强度理论和反映机械疲劳强度学科内容的书籍。

目录

作者介绍

`

文摘

序言

机械设计中的基石：失效分析与可靠性评估 在现代工业生产和工程设计领域，机械构件的可靠性与安全性是至关重要的考量因素。无数精密的机器、庞大的桥梁、以及日常使用的各类设备，其稳定运行的基础都离不开对材料和结构行为的深刻理解。其中，材料在承受循环载荷下的损伤累积过程，即疲劳失效，是导致机械故障最常见的根本原因之一。因此，深入研究疲劳失效的机理，发展预测和评估疲劳寿命的方法，对于提高产品质量、保障人员安全、延长设备使用寿命，以及降低维护成本，都具有不可估量的价值。 “疲劳强度理论”的探讨，正是为了攻克这一工程难题而进行的系统性研究。本书籍的内容，将围绕着材料在交变应力作用下，从初始微观损伤的产生，到裂纹的萌生、扩展，直至最终发生断裂的全过程，进行详尽的剖析。这并非仅仅是对现象的描述，而是力求揭示其内在的物理机制，探寻其发生的规律，并以此为基础，建立一套科学的预测体系。 一、 疲劳失效的本质与危害 首先，我们需要明确什么是疲劳。与一次性加载导致的瞬时断裂不同，疲劳失效是指材料在承受反复或交变的应力作用下，即使应力水平远低于材料的静载屈服强度，也会在经过一定数量的循环后发生破坏。这种损伤是累积性的，随着加载次数的增加而逐步加剧。从微观层面看，疲劳损伤通常始于材料表面或内部的微小缺陷，如夹杂物、表面划痕、应力集中点等。在反复应力作用下，这些区域会发生微观塑性变形，导致位错的聚集与运动，进而形成微裂纹。 随着加载周期的不断增加，这些微裂纹会在应力作用下逐步扩展。裂纹的扩展并非连续均匀，而是呈现出明显的阶段性特征，通常可以分为裂纹萌生期、稳定扩展期和失稳扩展期。在稳定扩展期，裂纹的增长速率相对较低，其扩展受到材料性能和载荷条件的影响。然而，一旦裂纹尺寸达到临界值，材料将无法承受进一步的应力，导致裂纹以极快的速度失稳扩展，最终发生断裂。 疲劳失效的危害不容小觑。在航空航天领域，一旦飞机结构发生疲劳破坏，可能导致灾难性的后果。在汽车工业，车辆部件的疲劳失效可能引发交通事故。在能源领域，风力涡轮机叶片的疲劳问题直接关系到发电效率和设备寿命。即使在日常生活中，许多家用电器的使用寿命也受到疲劳性能的制约。因此，对疲劳失效的深入理解，是保障工程安全可靠运行的基石。 二、 疲劳分析的基本理论与方法 本书将系统性地介绍疲劳分析所涉及的经典理论和现代方法。 1. S-N曲线与疲劳极限： 这是最基础也是最经典的疲劳分析工具。S-N曲线（Stress-Number of cycles curve）描述了材料在不同应力幅（S）下，能够承受的循环次数（N）的关系。通过实验测定材料的S-N曲线，可以直观地了解其疲劳性能。对于某些材料，当应力幅降低到一定程度后，材料可以承受几乎无限次的循环而不发生疲劳破坏，这个应力水平被称为疲劳极限。虽然并非所有材料都存在明确的疲劳极限，但S-N曲线及其对应的疲劳寿命预测是工程实践中的重要依据。本书将深入探讨S-N曲线的绘制、解读，以及不同应力状态（拉压、弯曲、扭转）下的S-N曲线特性。 2. 损伤累积理论： 实际工程中的载荷往往不是恒定不变的，而是复杂的变幅载荷。在这种情况下，单纯的S-N曲线分析可能不够准确。损伤累积理论，例如Miner线性损伤法则，旨在解决这一问题。该法则认为，在变幅载荷作用下，材料的损伤是累积的，并且不同应力水平下的损伤可以进行线性叠加。尽管Miner法则在某些情况下存在局限性，但其简便性和广泛的应用性，使其成为工程界常用的损伤累积模型。本书将详细阐述Miner法则的原理、计算方法，并探讨其适用范围和改进模型。 3. 应力集中效应： 材料内部或表面的几何不连续处，如孔洞、缺口、螺纹、焊缝等，会在局部引起应力大小的显著增加，这种现象称为应力集中。应力集中是疲劳裂纹萌生的主要诱因。本书将深入分析各种几何形状的应力集中系数，探讨应力集中对疲劳寿命的影响，并介绍提高构件抗疲劳性能的减应力集中设计方法。 4. 裂纹扩展理论（Fracture Mechanics Approach）： 随着断裂力学的兴起，将断裂力学原理应用于疲劳分析，即裂纹扩展分析，成为一种更精确的预测方法。该方法认为，疲劳失效的本质是裂纹的扩展，其扩展速率可以通过断裂力学参数（如应力强度因子范围 ΔK）来表征。通过裂纹扩展方程（如Paris方程），可以预测裂纹在给定载荷下的增长历程，从而评估构件的剩余寿命。本书将详细介绍断裂力学的基本概念，如应力强度因子、断裂韧性，以及常用的裂纹扩展模型，并探讨其在疲劳寿命预测中的优势。 5. 材料的微观机制研究： 除了宏观的应力应变分析，理解疲劳损伤的微观机制对于深化认识和发展新的预测方法同样重要。本书将触及材料在疲劳加载下的微观变化，包括位错运动、晶粒边界滑移、相变等，并探讨这些微观现象如何导致宏观裂纹的萌生和扩展。 三、 影响疲劳强度的因素与设计对策 除了材料本身的性能和载荷条件，还有许多因素会显著影响构件的疲劳强度。本书将对这些因素进行深入的探讨，并提供相应的工程设计对策。 1. 表面状态： 材料表面的粗糙度、加工痕迹、氧化层等都会成为应力集中源，加速疲劳裂纹的萌生。因此，优化表面加工工艺，采用抛光、喷丸、滚压等表面处理技术，能够显著提高材料的疲劳寿命。 2. 构件几何形状： 如前所述，应力集中是疲劳失效的关键。在设计过程中，应尽量避免尖锐的棱角、突变的截面，采用圆角过渡、过渡槽等设计，以减小应力集中。 3. 材料成分与热处理： 材料的化学成分、晶粒度、相结构以及热处理工艺（如淬火、回火、渗碳、氮化等）都会对疲劳强度产生重要影响。选择合适的材料和优化的热处理方案，是提高构件抗疲劳能力的关键。 4. 工作环境： 高温、低温、腐蚀性介质、冲击载荷等工作环境因素，都会对材料的疲劳性能产生不利影响。例如，高温会降低材料的屈服强度和疲劳极限，而腐蚀环境会与应力协同作用，加速疲劳裂纹的萌生和扩展（应力腐蚀裂纹）。本书将讨论这些环境因素对疲劳行为的影响，并介绍相应的防护措施。 5. 尺寸效应： 材料的疲劳强度通常会随着构件尺寸的增大而降低。这与表面积与体积之比的变化以及内部缺陷的分布有关。 四、 疲劳寿命的可靠性评估与设计准则 在工程实践中，我们不仅需要预测构件的平均疲劳寿命，更需要对其疲劳寿命的可靠性进行评估。因为材料和载荷都存在一定的随机性，构件的实际寿命会围绕平均寿命波动。本书将介绍可靠性理论在疲劳分析中的应用，包括概率统计方法、置信区间估计等，以确保设计满足预期的可靠性要求。 此外，本书还将介绍不同工程领域的疲劳设计准则和规范，例如航空航天、汽车、桥梁工程等。这些准则往往基于大量的实验数据和工程经验，为工程师提供了实用的设计指导。 五、 现代疲劳分析技术与发展趋势 随着科技的进步，疲劳分析的方法也在不断发展。本书将触及一些现代疲劳分析技术，例如： 数值模拟（FEA）： 有限元分析（FEA）技术在疲劳分析中扮演着越来越重要的角色。通过FEA，可以精确地计算复杂构件在各种载荷下的应力分布，为疲劳寿命预测提供更准确的输入。 损伤容限设计： 这种设计理念强调，即使构件存在初始裂纹，只要其在设计寿命内不会扩展到临界尺寸，构件仍然是安全的。这要求在设计中同时考虑裂纹的萌生和扩展。 新的疲劳寿命预测模型： 研究人员一直在探索更精确、更普适的疲劳寿命预测模型，以克服现有模型的局限性。 总而言之，本书将是一本关于机械构件疲劳强度理论的全面而深入的探讨。它旨在为工程师、研究人员和学生提供一个坚实的理论基础和实用的分析工具，以应对现代工程设计中日益严峻的疲劳失效挑战，从而设计出更安全、更可靠、更长寿命的机械产品。

评分☆☆☆☆☆

一本关于技术类书籍的阅读体验，总是伴随着一种探索未知的兴奋感，尤其是当它涉及到那些支撑着我们日常生活中无数机械装置运转的根本原理时。我近期拿到一本《疲劳强度理论》，书号9787030516299。虽然我还没有机会深入研读其中的每一个公式和图表，但我对它所蕴含的知识体系充满了好奇。在翻阅的初步阶段，我能感受到作者在组织材料时所下的功夫，那些章节的标题和目录结构，似乎都在引导着读者一步步揭开材料在反复应力作用下的秘密。我尤其期待书中能够详细阐述不同材料在不同载荷条件下的疲劳寿命预测模型，以及那些能够提高构件抗疲劳性能的设计方法。毕竟，在航空航天、汽车制造乃至于日常生活中的桥梁和建筑，都离不开对疲劳强度的精确评估和有效控制。我想象着书中会用大量的实例来佐证理论的严谨性，无论是经典的断裂力学案例，还是现代工程中遇到的复杂工况，都能在书中找到相应的分析方法。这种理论与实践相结合的书籍，往往能够极大地提升读者的工程素养和解决实际问题的能力。希望它能成为我工具箱里一件得力的工具，帮助我更好地理解和设计那些需要经受严峻考验的工程结构。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《疲劳强度理论》（9787030516299），本身就给我一种严谨而深刻的学术印象。我个人倾向于阅读那些能够提供系统性知识体系的书籍，而不是碎片化的信息集合。因此，我期待这本书能够按照一定的逻辑顺序，从基础的概念讲起，逐步深入到复杂的理论模型和计算方法。我设想，开篇部分应该会对材料力学、弹性力学等相关基础知识进行必要的铺垫，然后引出疲劳现象的本质，包括其与静态强度和断裂韧性的区别。后续章节则可能详细阐述不同类型的疲劳（如低周疲劳、高周疲劳），以及影响疲劳寿命的关键因素，如应力集中、表面状态、加载频率、温度、环境介质等。我尤其希望书中能够深入探讨各种疲劳寿命预测模型的原理、适用范围和局限性，例如，在塑性应变较大的低周疲劳区，Manson-Coffin关系式是如何应用的；而在高周疲劳区，应力幅和疲劳极限是如何确定的。此外，对于一些复杂的应力状态，如多轴疲劳，书中是否会提供相应的分析准则和计算方法，这对于解决实际工程中的复杂问题至关重要。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《疲劳强度理论》（9787030516299）这本书的书号时，我就知道这可能是一本内容扎实、理论体系完整的学术专著。对于我这样对材料科学和工程力学有着浓厚兴趣的读者来说，这种类型的书籍是探索机械结构失效机理的绝佳窗口。我猜测，这本书在内容编排上会遵循从易到难、由浅入深的原则，首先介绍疲劳现象的宏观表现和基本概念，然后深入到微观层面的损伤机理，如位错运动、滑移带的形成以及微裂纹的萌生。书中应该会详细讲解各种疲劳评价指标，比如应力幅、应变幅、应力比、平均应力等，并阐述它们对疲劳寿命的影响。我非常期待能够看到书中对疲劳裂纹扩展过程的详细描述，特别是关于Paris定律及其相关的各类裂纹扩展模型，这些模型在评估结构剩余寿命和预测断裂时间方面扮演着关键角色。此外，我希望书中能够包含对新型疲劳分析方法，例如基于数字图像相关（DIC）技术的应变场分析，或者考虑材料微观结构影响的更先进模型的介绍。一本好的书籍，应该能激发读者更深层次的思考，并提供解决复杂工程难题的有效工具。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《疲劳强度理论》（9787030516299），我的第一反应是它作为一本专业性极强的著作，其内容的深度和广度想必不容小觑。我习惯于在阅读任何一本技术书籍之前，先浏览一下它的参考文献和附录，这通常能给我一个关于其学术背景和信息来源的大致印象。从我的初步观察来看，这本书似乎引用了不少国际前沿的研究成果，这对于关注最新发展动态的读者来说无疑是一个巨大的吸引力。我推测，书中对于各种疲劳损伤机理的描述，如裂纹萌生、扩展以及最终断裂，应该会非常细致，并且可能涵盖了从微观到宏观的不同尺度分析。我特别想知道，作者是如何将那些抽象的力学概念，比如应力集中、应变幅、应力比等，通过清晰的语言和直观的图示来呈现给读者。此外，对于各种试验方法，例如应力控制法、应变控制法、以及近年来兴起的基于断裂力学的试验技术，书中是否会进行详细的介绍和比较，这对我来说非常重要。一本好的教科书，不仅要传授知识，更要教会读者如何去学习和思考，如何在复杂的问题中找到关键点，并运用所学知识去解决。我期待这本书能提供这样的学习体验，让我能够系统地掌握疲劳强度分析的核心技能。

评分☆☆☆☆☆

我对这本《疲劳强度理论》（9787030516299）的期待，更多地聚焦于它在解决实际工程问题方面的应用价值。理论的深度固然重要，但如果没有与之相匹配的工程实用性，那么它的价值就会大打折扣。我希望书中能够包含大量的案例研究，这些案例最好能覆盖不同行业和不同应用场景。例如，在航空发动机的叶片设计中，材料的疲劳性能是如何被考虑的？在桥梁钢结构的长期服役过程中，如何评估和监测其疲劳损伤？在汽车悬架系统的耐久性测试中，有哪些关键的疲劳参数需要关注？我设想，这本书不仅会介绍经典的S-N曲线和Miner损伤累积法则，还会深入探讨更先进的疲劳分析方法，比如基于Paris定律的裂纹扩展速率预测，或者考虑环境因素（如腐蚀疲劳）和温度效应的复杂疲劳分析。我尤其关心书中是否会提供一些实用的计算工具或软件应用指南，这对于工程师来说是极其宝贵的资源。毕竟，在实际工作中，我们不仅仅需要理解理论，更需要能够将理论转化为可操作的设计和评估方案。一本能够指导实际工作的书籍，才是真正有价值的书籍。