飞行器结构疲劳与寿命设计

目录 第一章 绪论
1.1 飞行器结构疲劳设计的发展1
1.2 结构全寿命主动可靠性设计2
第二章 疲劳的基本概念
2.1 疲劳破坏的特征和断口分析6
2.2 交变应力与SN曲线8
2.2.1 交变应力8
2.2.2 SN曲线10
2.3 等寿命曲线与广义SN曲面13
2.4 循环应力应变曲线和应变寿命曲线17
习题与思考题21
第三章 影响疲劳强度的因素
3.1 缺口效应24
3.2 尺寸效应32
3.3 表面加工及表面处理33
3.4 机械零件疲劳强度35
3.4.1 对称循环下零件的拉（压）、弯曲、扭转疲劳强度35
3.4.2 弯扭组合疲劳强度37
3.4.3 非对称循环下零件的疲劳强度38
习题与思考题42
第四章 零构件的细节设计与工艺方法
4.1 改进结构减缓局部应力45
4.1.1 增大圆角半径46
4.1.2 减缓力流线的变化46
4.1.3 减载槽47
4.1.4 孔洞的加强48
4.1.5 窗口的合理设计49
4.2 提高疲劳强度的工艺方法49
4.2.1 表面加工50
4.2.2 表面强化50
4.2.3 预紧力51
4.3 连接件的细节设计52
4.3.1 耳片和销钉的连接接头52
4.3.2 螺栓接口55
4.3.3 铆钉接头58
4.3.4 焊接接头59
习题与思考题61
第五章 疲劳载荷谱
5.1 飞机疲劳载荷谱介绍63
5.2 实测载荷谱编制64
5.3 雨流回线法66
5.4 波动中心法70
5.5 变均值法73
5.6 二维疲劳载荷分布76
5.7 裂纹形成的损伤当量折算77
5.8 裂纹扩展的损伤当量折算79
5.9 飞机加速试验载荷谱的编制80
习题与思考题82
第六章 安全寿命设计
6.1 名义应力法85
6.1.1 局部模拟试验86
6.1.2 线性累积损伤理论89
6.2 应力严重系数法93
6.2.1 应力严重系数的概念93
6.2.2 寿命估算方法98
6.3 局部应力应变法102
6.3.1 材料疲劳特性105
6.3.2 载荷应变标定曲线法106
6.3.3 修正Neuber法109
习题与思考题111
第七章 损伤容限设计
7.1 线弹性断裂力学介绍116
7.1.1 穿透型裂纹的受力状态与扩展形式117
7.1.2 平面应力状态和平面应变状态118
7.1.3 平面应变状态下的应力强度因子KI与断裂韧性KIC119
7.1.4 平面应力状态下的应力强度因子I与断裂韧性KC120
7.1.5 断裂门槛值ΔKth121
7.1.6 有限宽板的应力强度因子122
7.1.7 裂纹尖端塑性区的影响123
7.2 疲劳裂纹扩展速率125
7.2.1 疲劳裂纹的亚临界扩展125
7.2.2 裂纹扩展速率da/dN表达式127
7.2.3 裂纹扩展广义da/dNΔK曲面129
7.3 剩余寿命估算131
7.4 断裂控制132
7.4.1 材料选择132
7.4.2 结构布局133
7.4.3 检测程序与安全工作能力135
习题与思考题135
第八章 耐久性设计
8.1 概率断裂力学方法(PFMA)143
8.1.1 TTCI分布与EIFS控制曲线143
8.1.2 通用EIFS分布146
8.1.3 使用期裂纹扩展控制曲线(SCGMC)149
8.1.4 损伤度评估与经济寿命预测151
8.2 确定性裂纹增长方法(DCGA)154
8.3 裂纹萌生方法(CIA)155
习题与思考题156
第九章 结构寿命可靠性评定与预测
9.1 无限寿命设计的概率方法158
9.2 一维疲劳极限概率分布160
9.2.1 图解法160
9.2.2 数据转换法161
9.3 二维疲劳极限概率分布162
9.4 二维断裂门槛值概率分布164
9.5 应力强度干涉模型的普遍式165
9.6 断裂干涉模型166
9.7 全寿命分散系数法168
9.7.1 完全寿命的分散系数168
9.7.2 不完全寿命的分散系数171
9.8 经济寿命耐久性模型172
9.9 细节疲劳额定值(DFR)方法175
习题与思考题176
第十章 在特殊环境下的疲劳问题
10.1 腐蚀疲劳178
10.2 擦伤疲劳179
10.3 高温疲劳和低温疲劳180
10.4 低频疲劳181
10.5 热疲劳184
10.6 声疲劳(噪声疲劳)185
10.7 疲劳试验中的一些影响因素186
习题与思考题188
附表
参考文献