疲劳断口定量分析

第1章 概论

1.1 定性分析与定量分析

1.2 断口定量分析在失效分析中的作用

1.3 疲劳断口定量分析的主要技术和方法

1.4 断口定量分析的主要模型

1.5 疲劳断口定量分析研究进展

参考文献

第2章 疲劳断裂特征

2.1 疲劳弧线

2.2 疲劳小弧线

2.3 疲劳条带

2.4 疲劳沟线

2.5 临界裂纹长度

2.6 疲劳瞬断区大小

2.7 疲劳瞬断区内放射线的物理数学模型

2.8 疲劳条带与环境损伤休止条纹的区别

参考文献

第3章 疲劳断口定量分析方法及常用模型

3.1 疲劳断裂特征及形成机理

3.1.1 疲劳裂纹萌生与扩展过程

3.1.2 疲劳起源阶段

3.1.3 疲劳裂纹稳定扩展阶段

3.1.4 裂纹快速扩展或瞬断阶段

3.1.5 裂纹各阶段的形成机理

3.2 疲劳裂纹扩展的阶段特性

3.2.1 疲劳裂纹扩展速率曲线

3.2.2 基于AK的裂纹扩展速率表达式

3.3 Paris公式

3.3.1 Paris公式定量反推疲劳扩展寿命

3.3.2 Paris公式定量反推疲劳应力

3.3.3 Paris公式定量反推原始疲劳质量

3.4 列表梯形法：

3.5 断口宏观特征定量分析的方法

3.6 Frostand Dugdale模型

3.7 疲劳特征的测量方法

3.7.1 疲劳特征观察与分析

3.7.2 疲劳条带的测定

3.7.3 疲劳弧线的测定

3.8 断口定量分析疲劳扩展寿命的主要程序和步骤

3.9 断口定量分析疲劳应力的主要程序和步骤

参考文献

第4章 金属结构材料疲劳断口定量分析

4.1 断口定量分析疲劳扩展寿命

4.1.1 Paris公式定量反推疲劳扩展寿命适用性验证

4.1.2 梯形法反推疲劳扩展寿命

4.1.3 Paris公式与梯形法的比较

4.1.4 断口宏观特征模型反推疲劳扩展寿命

4.2 疲劳扩展第一阶段与第二阶段

4.3 疲劳断口定量反推与断裂力学之间关系

4.3.1 宏观裂纹扩展速率与微观裂纹扩展速率

4.3.2 宏、微观裂纹扩展速率反推扩展寿命结果的评价

4.4 不同试验条件对裂纹扩展速率的影响

4.4.1 频率及保持时间对疲劳裂纹扩展速率的影响

4.4.2 温度对裂纹扩展速率的影响

4.4.3 应力比R对裂纹扩展速率的影响

4.5 应力比尺对裂纹扩展速率表达式的修正

4.6 断口定量反推疲劳应力

4.6.1 宏观特征模型反推疲劳应力

4.6.2 Paljs公式的方法

4.7 几种材料疲劳应力断口定量分析举例

4.7.1 18Cr2Ni4WA钢

4.7.2 TC4钛合金

4.7.3 LC9铝合金

4.7.4 GH4.1 69高温合金

4.8 疲劳应力断口定量反推结果的分析

参考文献

第5章 疲劳断口定量分析的影响因素

5.1 断口定量反推疲劳扩展寿命的影响因素

5.1.1 Paris公式

5.1.2 梯形法

5.1.3 断口宏观特征模型

5.2 断口定量分析疲劳应力的影响因素

5.2.1 疲劳条带间距测量误差

5.2.2 裂纹扩展材料常数c、n值的影响

5.2.3 裂纹形状因子y的影响

5.2.4 复杂载荷状态对疲劳应力反推结果的影响

参考文献

第6章 构件疲劳扩展寿命的定量分析

6.1 同类构件系统定量分析

6.2 载荷谱下断口定量分析

6.2.1 等幅谱

6.2.2 随机载荷谱

6.2.3 块随机谱

6.3 构件疲劳寿命定量分析典型案例

6.3.1 垂尾疲劳试验断口定量分析

6.3.2 轰六飞机下壁板及垫板裂纹断口分析

6.3.3 歼7E飞机框横梁裂纹分析

6.3.4 飞机中央翼框及长桁疲劳寿命估算

6.4 特定方法在定量分析疲劳扩展寿命中的应用

6.4.1 对称疲劳扩展方法的利用

6.4.2 裂纹扩展方向改变的情况

6.4.3 从同一断面的两侧起源向中间扩展交叉的情况

6.4.4 其他情况

6.5 构件定检周期的评估方法

6.6 断口定量分析方法评价工艺效果

6.7 某发动机后机匣焊缝寿命分析与安全评估

6.8 某中减齿轮疲劳扩展寿命反推

参考文献

第7章 构件疲劳应力断口定量分析

7.1 断口定量分析疲劳应力的思路

7.2 叶片振动应力分析

7.2.1 振动疲劳试验条件下叶片应力反推

7.2.2 压气机转子叶片振动应力反推

7.2.3 不同条件下反推振动应力的过程分析

7.3 螺栓疲劳应力断口定量反推

7.4 机翼根部连接带板疲劳应力反推

7.5 齿轮疲劳应力反推

7.6 孔两侧对称开裂情况下的裂纹形状因子

第8章 失效分析预测预防

参考文献

在对断口定量分析的作用、疲劳断裂特征的物理数学模型系统阐述的基础上，全面阐明了疲劳断口定量分析疲劳扩展寿命和疲劳应力的主要模型、公式和方法及其应用，并分析了疲劳断口定量分析的影响因素以及减少定量反推误差的处理方法。以典型案例为依托，分别介绍了疲劳断口定量分析方法在构件疲劳扩展寿命反推及疲劳应力反推中的应用。《疲劳断口定量分析》最后一章系统介绍了失效预测预防的基本概念、相关研究进展、失效预测预防的主要思路以及疲劳断口定量分析在失效预测预防中的作用。
《疲劳断口定量分析》可供从事失效分析的科技人员以及从事断裂力学、材料、可靠性分析等方面研究的教师和工程技术人员参考，也可作为研究生教材。

《疲劳断口定量分析》分为8章，前4章分别介绍了断口定量分析的基本概念和研究进展，疲劳断裂特征的物理数理模型，疲劳断口定量分析方法及常用模型，金属结构材料疲劳断口定量分析。第5章分析了疲劳断口定量反推的影响因素，第6和第7章分别阐述了构件疲劳扩展寿命和构件疲劳应力断口定量分析的实例。第8章介绍了失效分析预测预防的基本概念、相关研究进展以及疲劳断口定量分析在失效预测预防中的作用。