《抗疲勞設計手冊》是2015年機械工業出版社出版的圖書，作者是趙少汴。
內容簡介,目錄,作者簡介,
內容簡介
本書系統地介紹了各種抗疲勞設計方法及其設計參數的確定方法。其主要內容包括：概論、疲勞極限和疲勞圖、影響疲勞強度的因素、疲勞累積損傷理論、常規疲勞設計、隨機疲勞、低周疲勞、局部應力應變分析法、損傷容限設計、機率疲勞設計、環境疲勞、典型零部件的抗疲勞設計、聯接和接頭的疲勞強度、提高零構件疲勞強度的方法。本書是在總結我國機械行業在抗疲勞設計方面的系列科研成果基礎上，汲取必要的國內外成熟方法和技術數據編寫而成的，書中包含了大量國內外工程材料和典型零部件及接頭的疲勞性能技術數據和抗疲勞設計圖表，實用性和針對性強。
本書是一本機械設計人員進行抗疲勞設計的必備參考書，也可供相關專業在校師生參考。
本書是一本機械設計人員進行抗疲勞設計的必備參考書，也可供相關專業在校師生參考。
目錄
第2版前言
第1版前言
常用符號表
第1章概論1
1.1常用術語1
1.2疲勞發展史5
1.3疲勞分類7
1.4金屬疲勞破壞機理8
1.4.1疲勞裂紋萌生8
1.4.2疲勞裂紋擴展9
1.4.3失穩斷裂11
1.5疲勞斷口的形貌特徵11
1.5.1巨觀形貌特徵11
1.5.2微觀形貌特徵12
1.6抗疲勞設計方法15
1.6.1抗疲勞設計準則15
1.6.2現行的抗疲勞設計方法15
1.6.3分析與試驗16
1.6.4展望17
第2章疲勞極限和疲勞圖18
2.1S-N曲線18
2.1.1概述18
2.1.2測定方法19
2.1.3金屬材料的S-N曲線22
2.1.4理想化的S-N曲線42
2.2疲勞極限42
2.2.1概述42
2.2.2測定方法43
2.2.3金屬材料的疲勞極限數據46
2.2.4材料疲勞極限與抗拉強度間的關係62
2.2.5載入方式、橫截面形狀和方向性影響67
2.3機率密度函式68
2.4p-S-N曲線69
2.4.1概述69
2.4.2測定方法70
2.4.3金屬材料的p-S-N曲線75
2.5疲勞極限線圖87
2.5.1Smith圖87
2.5.2Haigh圖88
2.6等壽命圖94
第3章影響疲勞強度的因素109
3.1缺口效應109
3.1.1理論應力集中係數113
3.1.2疲勞缺口係數141
3.2尺寸效應157
3.3表面加工方法的影響164
3.3.1影響機理164
3.3.2切削用量的影響165
3.3.3表面加工係數線圖166
3.3.4表面加工對疲勞缺口係數的影響170
3.4平均應力的影響171
3.4.1平均拉應力的影響171
3.4.2平均壓應力的影響174
3.4.3扭轉平均應力的影響175
3.5其他因素的影響177
3.5.1載入頻率的影響177
3.5.2應力波形的影響178
3.5.3中間停歇的影響178
第4章疲勞累積損傷理論179
4.1概述179
4.2線性累積損傷理論180
4.2.1Miner法則180
4.2.2相對Miner法則180
4.3雙線性累積損傷理論182
4.4非線性累積損傷理論182
4.4.1損傷曲線法182
4.4.2Corten-Dolan理論183
4.5損傷極限184
第5章常規疲勞設計186
5.1無限壽命設計186
5.1.1單軸應力下的無限壽命設計186
5.1.2多軸應力下的無限壽命設計194
5.2有限壽命設計199
5.2.1單軸應力下的有限壽命設計199
5.2.2多軸應力下的有限壽命設計211
第6章隨機疲勞213
6.1概述213
6.2計數法213
6.3程式載荷譜編制216
6.4隨機疲勞強度計算218
6.5隨機疲勞試驗方法218
第7章低周疲勞220
7.1材料的應力-應變回響220
7.1.1單調應力-應變曲線220
7.1.2循環應力-應變曲線與遲滯回線221
7.2應變壽命曲線223
7.3低周疲勞壽命估算方法226
7.4低周疲勞試驗方法226
7.5低周應變疲勞數據227
第8章局部應力應變法244
8.1概述244
8.2疲勞壽命估算方法246
8.2.1載荷-應變標定曲線法246
8.2.2修正Neuber法249
8.3推廣套用於高周疲勞251
8.4多軸應變下的局部應力應變分析法252
8.4.1對稱循環252
8.4.2非對稱循環254
第9章損傷容限設計256
9.1概述256
9.2線彈性斷裂力學256
9.3疲勞裂紋擴展速率262
9.4剩餘壽命估算270
9.5裂紋體的無限壽命疲勞強度計算272
9.6斷裂控制272
第10章機率疲勞設計274
10.1概述274
10.2應力-強度干涉模型求可靠度276
10.3無限壽命下的機率疲勞設計282
10.3.1常態分配下的機率疲勞設計282
10.3.2非常態分配下的機率疲勞設計285
10.4有限壽命下的機率疲勞設計285
10.4.1等幅應力下的機率疲勞設計285
10.4.2變幅應力下的機率疲勞設計286
10.4.3疲勞壽命的可靠性估算288
10.5可靠度的置信水平289
10.6機率疲勞設計數據291
第11章環境疲勞296
11.1腐蝕疲勞296
11.1.1概述296
11.1.2應力腐蝕297
11.1.3預腐蝕疲勞297
11.1.4氣相疲勞298
11.1.5水介質疲勞299
11.1.6腐蝕疲勞S-N曲線306
11.1.7各種影響因素對腐蝕疲勞強度的影響311
11.1.8腐蝕疲勞設計方法318
11.1.9腐蝕疲勞試驗方法及試驗裝置319
11.1.10腐蝕疲勞裂紋擴展319
11.2低溫疲勞320
11.3高溫疲勞323
11.3.1概述323
11.3.2金屬的高溫疲勞性能323
11.3.3影響金屬高溫疲勞性能的因素330
11.3.4高溫疲勞壽命估算方法334
11.4熱疲勞336
11.4.1熱應力與熱疲勞336
11.4.2熱疲勞壽命估算方法336
11.4.3熱疲勞試驗方法338
11.5微動磨損疲勞339
11.6接觸疲勞346
11.6.1失效機理346
11.6.2接觸應力346
11.6.3影響接觸疲勞強度的因素348
11.6.4接觸疲勞強度計算方法349
11.6.5接觸疲勞試驗方法350
11.7衝擊疲勞350
第12章典型零部件的抗疲勞設計354
12.1軸的抗疲勞設計354
12.1.1軸的受力特點與疲勞破壞部位354
12.1.2名義應力計算354
12.1.3疲勞強度校核358
12.1.4影響係數和安全係數的確定方法359
12.2曲軸的抗疲勞設計360
12.2.1連桿軸頸的疲勞強度校核360
12.2.2主軸頸的疲勞強度校核364
12.2.3曲柄臂的疲勞強度校核364
12.3齒輪的抗疲勞設計368
12.3.1漸開線圓柱齒輪傳動368
12.3.2圓弧齒輪傳動385
12.3.3錐齒輪傳動394
12.4滾動軸承的抗疲勞設計399
12.4.1概述399
12.4.2按額定動載荷選擇軸承399
12.4.3按額定靜載荷選擇軸承406
12.4.4滾動軸承的極限轉速407
12.5彈簧的抗疲勞設計408
12.5.1螺旋彈簧408
12.5.2板彈簧410
12.6壓力容器的抗疲勞設計412
12.6.1應力分析412
12.6.2低周疲勞設計415
12.6.3損傷容限設計420
第13章聯接和接頭的疲勞強度428
13.1軸向受力的螺紋聯接428
13.1.1軸向螺紋聯接的載荷和載荷分配428
13.1.2軸向螺紋聯接的抗疲勞設計431
13.1.3提高軸向螺紋聯接疲勞強度的方法433
13.2銷釘-凸耳、螺栓和鉚接接頭436
13.2.1銷釘凸耳接頭436
13.2.2螺栓接頭442
13.2.3鉚接接頭444
13.3焊接接頭448
13.3.1焊接接頭的疲勞斷裂性能448
13.3.2影響焊接接頭疲勞強度的因素456
13.3.3焊接接頭的抗疲勞設計方法478
第14章提高零構件疲勞強度的方法497
14.1合理選材497
14.2改進結構和工藝498
14.2.1改進結構498
14.2.2改進工藝500
14.3表面強化500
14.3.1概述500
14.3.2表面淬火502
14.3.3表面化學熱處理505
14.3.4表面冷作510
14.3.5硬化層厚度對疲勞強度的影響519
14.3.6表面強化零件的抗疲勞設計方法520
14.4表面防護520
14.5合理操作與定期檢修522
參考文獻523
第1版前言
常用符號表
第1章概論1
1.1常用術語1
1.2疲勞發展史5
1.3疲勞分類7
1.4金屬疲勞破壞機理8
1.4.1疲勞裂紋萌生8
1.4.2疲勞裂紋擴展9
1.4.3失穩斷裂11
1.5疲勞斷口的形貌特徵11
1.5.1巨觀形貌特徵11
1.5.2微觀形貌特徵12
1.6抗疲勞設計方法15
1.6.1抗疲勞設計準則15
1.6.2現行的抗疲勞設計方法15
1.6.3分析與試驗16
1.6.4展望17
第2章疲勞極限和疲勞圖18
2.1S-N曲線18
2.1.1概述18
2.1.2測定方法19
2.1.3金屬材料的S-N曲線22
2.1.4理想化的S-N曲線42
2.2疲勞極限42
2.2.1概述42
2.2.2測定方法43
2.2.3金屬材料的疲勞極限數據46
2.2.4材料疲勞極限與抗拉強度間的關係62
2.2.5載入方式、橫截面形狀和方向性影響67
2.3機率密度函式68
2.4p-S-N曲線69
2.4.1概述69
2.4.2測定方法70
2.4.3金屬材料的p-S-N曲線75
2.5疲勞極限線圖87
2.5.1Smith圖87
2.5.2Haigh圖88
2.6等壽命圖94
第3章影響疲勞強度的因素109
3.1缺口效應109
3.1.1理論應力集中係數113
3.1.2疲勞缺口係數141
3.2尺寸效應157
3.3表面加工方法的影響164
3.3.1影響機理164
3.3.2切削用量的影響165
3.3.3表面加工係數線圖166
3.3.4表面加工對疲勞缺口係數的影響170
3.4平均應力的影響171
3.4.1平均拉應力的影響171
3.4.2平均壓應力的影響174
3.4.3扭轉平均應力的影響175
3.5其他因素的影響177
3.5.1載入頻率的影響177
3.5.2應力波形的影響178
3.5.3中間停歇的影響178
第4章疲勞累積損傷理論179
4.1概述179
4.2線性累積損傷理論180
4.2.1Miner法則180
4.2.2相對Miner法則180
4.3雙線性累積損傷理論182
4.4非線性累積損傷理論182
4.4.1損傷曲線法182
4.4.2Corten-Dolan理論183
4.5損傷極限184
第5章常規疲勞設計186
5.1無限壽命設計186
5.1.1單軸應力下的無限壽命設計186
5.1.2多軸應力下的無限壽命設計194
5.2有限壽命設計199
5.2.1單軸應力下的有限壽命設計199
5.2.2多軸應力下的有限壽命設計211
第6章隨機疲勞213
6.1概述213
6.2計數法213
6.3程式載荷譜編制216
6.4隨機疲勞強度計算218
6.5隨機疲勞試驗方法218
第7章低周疲勞220
7.1材料的應力-應變回響220
7.1.1單調應力-應變曲線220
7.1.2循環應力-應變曲線與遲滯回線221
7.2應變壽命曲線223
7.3低周疲勞壽命估算方法226
7.4低周疲勞試驗方法226
7.5低周應變疲勞數據227
第8章局部應力應變法244
8.1概述244
8.2疲勞壽命估算方法246
8.2.1載荷-應變標定曲線法246
8.2.2修正Neuber法249
8.3推廣套用於高周疲勞251
8.4多軸應變下的局部應力應變分析法252
8.4.1對稱循環252
8.4.2非對稱循環254
第9章損傷容限設計256
9.1概述256
9.2線彈性斷裂力學256
9.3疲勞裂紋擴展速率262
9.4剩餘壽命估算270
9.5裂紋體的無限壽命疲勞強度計算272
9.6斷裂控制272
第10章機率疲勞設計274
10.1概述274
10.2應力-強度干涉模型求可靠度276
10.3無限壽命下的機率疲勞設計282
10.3.1常態分配下的機率疲勞設計282
10.3.2非常態分配下的機率疲勞設計285
10.4有限壽命下的機率疲勞設計285
10.4.1等幅應力下的機率疲勞設計285
10.4.2變幅應力下的機率疲勞設計286
10.4.3疲勞壽命的可靠性估算288
10.5可靠度的置信水平289
10.6機率疲勞設計數據291
第11章環境疲勞296
11.1腐蝕疲勞296
11.1.1概述296
11.1.2應力腐蝕297
11.1.3預腐蝕疲勞297
11.1.4氣相疲勞298
11.1.5水介質疲勞299
11.1.6腐蝕疲勞S-N曲線306
11.1.7各種影響因素對腐蝕疲勞強度的影響311
11.1.8腐蝕疲勞設計方法318
11.1.9腐蝕疲勞試驗方法及試驗裝置319
11.1.10腐蝕疲勞裂紋擴展319
11.2低溫疲勞320
11.3高溫疲勞323
11.3.1概述323
11.3.2金屬的高溫疲勞性能323
11.3.3影響金屬高溫疲勞性能的因素330
11.3.4高溫疲勞壽命估算方法334
11.4熱疲勞336
11.4.1熱應力與熱疲勞336
11.4.2熱疲勞壽命估算方法336
11.4.3熱疲勞試驗方法338
11.5微動磨損疲勞339
11.6接觸疲勞346
11.6.1失效機理346
11.6.2接觸應力346
11.6.3影響接觸疲勞強度的因素348
11.6.4接觸疲勞強度計算方法349
11.6.5接觸疲勞試驗方法350
11.7衝擊疲勞350
第12章典型零部件的抗疲勞設計354
12.1軸的抗疲勞設計354
12.1.1軸的受力特點與疲勞破壞部位354
12.1.2名義應力計算354
12.1.3疲勞強度校核358
12.1.4影響係數和安全係數的確定方法359
12.2曲軸的抗疲勞設計360
12.2.1連桿軸頸的疲勞強度校核360
12.2.2主軸頸的疲勞強度校核364
12.2.3曲柄臂的疲勞強度校核364
12.3齒輪的抗疲勞設計368
12.3.1漸開線圓柱齒輪傳動368
12.3.2圓弧齒輪傳動385
12.3.3錐齒輪傳動394
12.4滾動軸承的抗疲勞設計399
12.4.1概述399
12.4.2按額定動載荷選擇軸承399
12.4.3按額定靜載荷選擇軸承406
12.4.4滾動軸承的極限轉速407
12.5彈簧的抗疲勞設計408
12.5.1螺旋彈簧408
12.5.2板彈簧410
12.6壓力容器的抗疲勞設計412
12.6.1應力分析412
12.6.2低周疲勞設計415
12.6.3損傷容限設計420
第13章聯接和接頭的疲勞強度428
13.1軸向受力的螺紋聯接428
13.1.1軸向螺紋聯接的載荷和載荷分配428
13.1.2軸向螺紋聯接的抗疲勞設計431
13.1.3提高軸向螺紋聯接疲勞強度的方法433
13.2銷釘-凸耳、螺栓和鉚接接頭436
13.2.1銷釘凸耳接頭436
13.2.2螺栓接頭442
13.2.3鉚接接頭444
13.3焊接接頭448
13.3.1焊接接頭的疲勞斷裂性能448
13.3.2影響焊接接頭疲勞強度的因素456
13.3.3焊接接頭的抗疲勞設計方法478
第14章提高零構件疲勞強度的方法497
14.1合理選材497
14.2改進結構和工藝498
14.2.1改進結構498
14.2.2改進工藝500
14.3表面強化500
14.3.1概述500
14.3.2表面淬火502
14.3.3表面化學熱處理505
14.3.4表面冷作510
14.3.5硬化層厚度對疲勞強度的影響519
14.3.6表面強化零件的抗疲勞設計方法520
14.4表面防護520
14.5合理操作與定期檢修522
參考文獻523
作者簡介
趙少汴，鄭州機械研究所教授級工程師，長期從事疲勞強度研究和抗疲勞設計研究工作。獲得國家科技進步三等獎1項、機械部科技進步二等獎2項、機械部科技進步三等獎1項等。1992年獲政府特殊津貼，曾任中國疲勞學會副理事長，中國力學學會理事。出版專著3本。
