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目 录1

前言1

第1章绪论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

习题5

第2章弹性平面问题基本方程6

2.1弹性力学的基本假设6

2.2.1平面应力问题的基本概念7

2.2平面应力概念及方程7

2.2.2平衡方程8

2.2.3几何方程9

2.2.4物理方程11

2.2.5边界条件——圣维南原理12

2.2.6变形协调方程14

2.3平面应变概念及解法15

习题17

第3章弹性应力－应变状态下强度理论18

3.1应力状态分析18

3.1.1任意平面上的应力18

3.1.2主应力、主平面及应力不变量20

3.1.3最大剪应力及最大剪应力平面22

3.1.4八面体应力24

3.2应变状态分析26

3.3.1广义胡克定律30

3.3弹性的应力－应变关系30

3.3.2应力张量及应变张量、应力偏量及应变偏量32

3.3.3体积的弹性变化规律及形状的弹性变化规律34

3.4应变能35

3.5机械强度理论37

3.5.1最大剪应力理论38

3.5.2形变能理论41

习题44

第4章弹塑性应力－应变关系及屈服准则46

4.1弹塑性应力－应变关系的特点及几种理想模型46

4.2增量理论49

4.2.1弹性应变增量与塑性应变增量50

4.2.2增量理论的基本假定53

4.2.3塑性应力－应变关系方程53

4.2.4本构方程54

4.2.5讨论56

4.3全量理论——弹塑性小变形理论57

4.3.1本构方程58

4.3.2适用条件60

4.4两个常用的屈服准则63

4.4.1 Tresca屈服准则63

4.4.2 Mises屈服准则66

4.4.3 Tresca和Mises屈服准则的比较69

4.5圆轴的弹塑性扭转问题71

4.5.1弹性扭转分析71

4.5.2弹塑性扭转分析72

4.6梁的弹塑性弯曲问题75

习题79

第5章含裂纹体的强度理论80

5.1裂纹的基本类型81

5.2.1张开型裂纹尖端附近的应力和位移82

5.2裂纹尖端附近的应力场和位移场82

5.2.2滑开型裂纹尖端附近的应力和位移84

5.2.3撕开型裂纹尖端附近的应力和位移85

5.3应力强度因子及其求法86

5.3.1应力强度因子及其一般表达式86

5.3.2应力强度因子的求法和叠加原理87

5.3.3几种常用的应力强度因子公式89

5.4脆性断裂的K准则92

5.4.1应变能释放率与G准则93

5.4.2应力强度因子与应变能释放率之间的关系95

5.4.3脆性断裂的K准则96

5.4.4 K准则的工程应用97

5.4.5复合型断裂准则100

5.5线弹性断裂力学在小范围屈服中的推广106

5.5.1等效模型概念107

5.5.2塑性区的形状和尺寸108

5.5.3应力松弛的修正110

5.5.4等效裂纹长度及应力强度因子的修正111

5.6弹塑性断裂力学113

5.6.1塑性区条形简化模型114

5.6.2裂纹张开位移COD准则116

5.6.3J积分准则120

5.7疲劳裂纹扩展速率123

5.7.1疲劳裂纹扩展速率的概念124

5.7.2疲劳裂纹扩展速率的经验公式124

5.7.3影响裂纹扩展速度的因素126

5.7.4裂纹扩展分析实例130

习题132

6.1疲劳破坏与疲劳分析134

6.1.1疲劳破坏的特点134

第6章零构件的疲劳寿命估算134

6.1.2疲劳破坏过程135

6.1.3疲劳分析的一般方法136

6.2疲劳载荷谱的编制137

6.2.1疲劳载荷及其分类137

6.2.2随机疲劳载荷的处理138

6.2.3累积频数曲线141

6.2.4疲劳载荷谱的编制方法143

6.3循环载荷下金属材料的特性145

6.3.1金属材料的拉伸特性145

6.3.2材料的强度－寿命曲线147

6.3.3材料的循环硬化和循环软化151

6.3.4循环应力－应变曲线153

6.3.7载荷顺序的影响155

6.3.6玛辛效应155

6.3.5材料的记忆特性155

6.3.8影响材料疲劳特性的因素156

6.4疲劳裂纹形成寿命估算170

6.4.1疲劳寿命估算方法概述170

6.4.2缺口处局部应力应变的确定171

6.4.3损伤计算178

6.4.4疲劳累积损伤理论179

6.4.5裂纹形成寿命估算步骤181

6.4.6计算实例181

6.5疲劳裂纹扩展寿命估算186

6.5.1基本方法186

6.5.2初始和临界裂纹尺寸的确定188

6.5.3计算实例189

习题192

参考文献193