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1绪论1

1.1学习机械强度的目的和意义1

1.2机械强度研究的内容1

1.2.1材料强度1

1.2.2结构强度2

1.3常规机械强度理论3

1.4现代机械强度理论4

复习思考题5

第Ⅰ篇 弹塑性理论基础及传统强度理论7

2弹性力学基础7

2.1弹性理论的基本假设8

2.2空间问题的基本方程8

2.2.1平衡方程9

2.2.2几何方程11

2.2.3本构方程14

2.2.4变形协调方程16

2.2.5边界条件和圣维南原理18

2.3应力分析20

2.3.1应力张量和应力偏量20

2.3.2任意平面上的应力23

2.3.3坐标变换25

2.3.4主应力及其方向26

2.3.5最大剪应力及其平面28

2.3.6八面体应力30

2.3.7双剪应力状态32

2.4应变分析33

2.5应变能35

2.6平面问题的基本力学方程37

复习思考题40

3几种常用的强度理论41

3.1概述41

3.2最大拉应力理论（第一强度理论）42

3.3最大拉应变理论（第二强度理论）42

3.4最大剪应力理论（第三强度理论）43

3.5形变能理论（第四强度理论）45

3.6双剪强度理论47

3.7统一强度理论48

复习思考题53

4塑性力学基础54

4.1应力-应变曲线及几种简化模型54

4.1.1应力-应变曲线54

4.1.2几种简化模型56

4.2Drucker公设59

4.3增量理论59

4.3.1弹性应变增量与塑性应变增量60

4.3.2本构方程62

4.4全量理论66

4.4.1本构方程66

4.4.2适用条件68

4.5常用的屈服准则71

4.5.1Tresca屈服准则71

4.5.2Mises屈服准则74

4.5.3各种屈服准则的对比76

4.6圆轴的弹塑性扭转问题78

4.6.1弹性扭转分析78

4.6.2弹塑性扭转分析79

4.7梁的弹塑性弯曲问题82

复习思考题85

第Ⅱ篇 疲劳强度理论87

5疲劳载荷与循环形变87

5.1概述87

5.1.1疲劳相关理论的发展过程87

5.1.2疲劳破坏的特点89

5.1.3疲劳破坏过程91

5.1.4疲劳分析的一般方法92

5.2疲劳载荷93

5.2.1疲劳载荷及其分类93

5.2.2随机疲劳载荷的处理94

5.2.3累积频次曲线97

5.2.4疲劳载荷谱的编制方法98

5.3循环载荷下金属材料的特性100

5.3.1金属材料的拉伸特性100

5.3.2材料的强度-寿命曲线101

5.3.3材料的循环硬化和循环软化105

5.3.4循环应力-应变曲线107

5.3.5材料的记忆特性108

5.3.6玛辛效应109

5.4影响材料疲劳特性的因素110

5.4.1尺寸的影响110

5.4.2表面加工状况的影响111

5.4.3应力集中的影响112

5.4.4载荷的影响117

5.4.5温度的影响120

复习思考题121

6疲劳强度理论122

6.1疲劳寿命估算方法概述123

6.1.1名义应力法123

6.1.2局部应力-应变法124

6.2基于应力的疲劳分析125

6.2.1疲劳S-N曲线及其测试方法125

6.2.2平均应力效应128

6.2.3疲劳累积损伤理论129

6.2.4多轴疲劳132

6.2.5计算实例134

6.3基于应变的疲劳分析135

6.3.1损伤计算136

6.3.2局部应力应变确定方法137

6.3.3局部应力-应变法估算疲劳寿命步骤142

6.3.4多轴疲劳143

6.3.5蠕变-疲劳144

6.3.6计算实例149

复习思考题154

第Ⅲ篇 含裂纹体的强度理论157

7断裂力学基础157

7.1裂纹的基本类型159

7.2裂纹尖端附近的应力场和位移场160

7.2.1张开型裂纹尖端附近的应力和位移160

7.2.2滑开型裂纹尖端附近的应力和位移162

7.2.3撕开型裂纹尖端附近的应力和位移163

7.3应力强度因子及其求法164

7.3.1应力强度因子及其一般表达式164

7.3.2应力强度因子的求法和叠加原理166

7.3.3几种常用的应力强度因子公式168

7.4线弹性断裂准则170

7.4.1应变能释放率与G准则171

7.4.2应力强度因子与应变能释放率之间的关系173

7.4.3脆性断裂的K准则及其工程应用174

7.4.4三维裂纹问题177

7.4.5复合型裂纹的脆性断裂准则178

7.5线弹性断裂力学在小范围屈服中的推广184

7.5.1等效模型概念184

7.5.2塑性区的形状和尺寸186

7.5.3应力松弛的修正187

7.5.4等效裂纹强度及应力强度因子的修正189

7.6弹塑性断裂力学190

7.6.1塑性区条形简化模型191

7.6.2裂纹张开位移COD准则194

7.6.3J积分准则197

7.7高温断裂力学200

7.7.1载荷参数C＊积分200

7.7.2载荷参数C（t）积分203

复习思考题206

8疲劳裂纹扩展208

8.1疲劳辉纹的形成208

8.2疲劳裂纹扩展的三个阶段210

8.3疲劳裂纹扩展速率212

8.4疲劳裂纹扩展律的经验公式213

8.5疲劳裂纹扩展门槛218

8.6影响裂纹扩展速率的因素219

8.6.1平均应力的影响219

8.6.2超载的影响220

8.6.3加载频率的影响221

8.6.4温度的影响221

8.7预腐蚀-疲劳寿命预测方法222

8.7.1腐蚀坑-裂纹当量方法223

8.7.2EIFS法进行寿命预测实例224

8.8蠕变-疲劳裂纹扩展227

8.9疲劳裂纹扩展分析实例229

复习思考题232

参考文献233