焊接結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計：理論與方法

前言
第1章引論1
1.1焊接結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計過程中的認識誤區(qū)1
1.2編寫本書的基本目的5
參考文獻6
第2章預備知識8
2.1金屬疲勞的基本原理8
2.2焊接接頭的基本術(shù)語10
2.3焊接結(jié)構(gòu)的疲勞載荷11
2.4焊接接頭工作應(yīng)力的定義13
2.5S-N曲線及其內(nèi)涵16
2.6Miner線性疲勞損傷累積基本理論及其內(nèi)涵18
2.7Paris裂紋擴展定律與壽命積分18
2.8本章小結(jié)21
參考文獻22
第3章焊接結(jié)構(gòu)疲勞強度問題的特殊性23
3.1焊接接頭的幾何不連續(xù)性23
3.2焊接接頭的疲勞破壞模式24
3.3焊接接頭S-N曲線的特殊性26
3.3.1母材的屈服強度對焊接接頭疲勞強度的影響26
3.3.2焊接接頭S-N曲線具有相同的斜率27
3.4焊接接頭殘余應(yīng)力對疲勞壽命的影響28
3.5本章小結(jié)33
參考文獻33
第4章焊接結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計與評估的傳統(tǒng)方法35
4.1鋼結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計與評估標準36
4.1.1英國BS 7608標準的名義應(yīng)力法36
4.1.2國際焊接學會（IIW）的名義應(yīng)力法40
4.2鋁結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計與評估標準42
4.3專用結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計與評估44
4.4基于熱點應(yīng)力的抗疲勞設(shè)計與評估47
4.5傳統(tǒng)方法的工程應(yīng)用50
4.5.1模塊功能設(shè)計50
4.5.2實施案例51
4.6傳統(tǒng)評估方法的工程應(yīng)用局限性54
4.7本章小結(jié)57
參考文獻58
第5章結(jié)構(gòu)應(yīng)力的定義及其內(nèi)涵60
5.1有限元方法的基礎(chǔ)知識60
5.2結(jié)構(gòu)應(yīng)力的定義與計算65
5.3結(jié)構(gòu)應(yīng)力的力學解釋與存在的試驗證明70
5.4本章小結(jié)74
參考文獻74
第6章主S-N曲線76
6.1基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的K值評估76
6.1.1無缺口效應(yīng)的K值求解77
6.1.2有缺口效應(yīng)的K值求解79
6.2特征深度與缺口應(yīng)力強度放大因子80
6.2.1特征深度80
6.2.2缺口應(yīng)力強度放大因子80
6.3兩階段裂紋擴展模型82
6.4等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力及主S-N曲線計算公式83
6.5ASME標準中焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命評估88
6.6本章小結(jié)91
參考文獻91
第7章焊接接頭抗疲勞設(shè)計與壽命評估92
7.1EN15085的焊接接頭設(shè)計完整性流程93
7.2焊接接頭疲勞載荷的獲取95
7.3獲取焊接接頭上疲勞載荷的子結(jié)構(gòu)技術(shù)95
7.4確定應(yīng)力因數(shù)等級的兩種技術(shù)99
7.4.1基于名義應(yīng)力計算應(yīng)力因數(shù)的具體步驟99
7.4.2基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算應(yīng)力因數(shù)的具體步驟102
7.4.3隨機載荷作用時應(yīng)力狀態(tài)的確認105
7.5本章小結(jié)107
參考文獻108
第8章基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的虛擬疲勞試驗技術(shù)109
8.1應(yīng)力集中與剛度不協(xié)調(diào)109
8.2基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的虛擬疲勞試驗技術(shù)平臺113
8.3虛擬疲勞試驗的實例116
8.3.1某軌道貨車三軸焊接構(gòu)架的虛擬疲勞試驗116
8.3.2某軌道客車轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架的虛擬疲勞試驗120
8.4本章小結(jié)124
參考文獻125
第9章模態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)力與頻域結(jié)構(gòu)應(yīng)力127
9.1模態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的定義與計算127
9.1.1模態(tài)的基礎(chǔ)知識127
9.1.2模態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的計算公式130
9.1.3模態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的計算實例132
9.2頻域結(jié)構(gòu)應(yīng)力的定義與應(yīng)用135
9.2.1隨機振動基礎(chǔ)知識136
9.2.2頻域結(jié)構(gòu)應(yīng)力的推導及疲勞評估139
9.2.3頻域結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算實例142
9.3本章小結(jié)147
參考文獻148
第10章結(jié)構(gòu)應(yīng)力法的最新研究成果149
10.1剩余壽命評估及等效初始裂紋替代法149
10.2多軸疲勞問題的MLP法153
10.2.1多軸應(yīng)力狀態(tài)153
10.2.2PDMR方法155
10.2.3MLP方法157
10.2.4MLP方法的物理解釋159
10.2.5Sonsino和Kueppers的試驗161
10.3低周疲勞問題的結(jié)構(gòu)應(yīng)變法163
10.3.1偽彈性應(yīng)力與LCF數(shù)據(jù)的處理164
10.3.2結(jié)構(gòu)應(yīng)變法與低周疲勞166
10.3.3基于LCF測試數(shù)據(jù)的驗證169
10.4基于等效結(jié)構(gòu)應(yīng)變參數(shù)的統(tǒng)一方程171
10.4.1結(jié)構(gòu)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)應(yīng)變的比較171
10.4.2主應(yīng)變-壽命曲線172
10.5本章小結(jié)174
參考文獻175
第11章結(jié)構(gòu)應(yīng)力法的工程應(yīng)用案例177
11.1SAE“疲勞挑戰(zhàn)”案例177
11.1.1基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的焊縫疲勞開裂位置預測177
11.1.2基于主S-N曲線的焊縫疲勞壽命預測179
11.2焊接吊架疲勞隱患成功治理案例182
11.2.1應(yīng)力集中的確認182
11.2.2緩解應(yīng)力集中的對策及有效性驗證183
11.3焊根疲勞開裂的成功治理案例186
11.3.1結(jié)構(gòu)應(yīng)力的計算186
11.3.2改進方案的疲勞強度評估187
11.4焊縫疲勞開裂識別案例190
11.4.1結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算191
11.4.2動應(yīng)力測試192
11.5本章小結(jié)193
參考文獻194