《疲劳强度设计》教学大纲

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1、《疲劳强度设计》教学大纲课程编码：08241026课程名称：疲劳强度设计英文名称：DesignofFatiligueStrength开课学期：第7学期学时/学分：总学时/学分(30/1.5)讲课学时30（其中实验学时：）课程类型：专业选修课开课专业：机械科学与工程学院工程力学专业选用教材：疲劳强度徐灏编高等教育出版社1990主要参考书：1.结构疲劳强度吴富民编西北工业大学出版社19852.疲劳理论与设计张理苏编吉林工业大学19853.疲劳强度设计徐灏编高等教育出版社20004.结构疲劳强度设计与失效分析王学颜宋广惠编兵器工业出版社19925.疲劳设计准则[英]

2、T.V达根等著国防工业出版社19826.结构中的断裂与疲劳控制[美]罗尔夫等著机械工业出版社1985执笔人：聂毓琴一、课程性质、目的与任务疲劳强度设计是一门新兴的边缘学科。它涉及材料，力学和设计三个学科领域。飞机，船舶，汽车，矿山机械，冶金机械，动力机械，起重运输机械，石油钻进设备，以及铁路桥梁等，其主要零件和结构件，大多在循环变化的载荷作用下工作，疲劳是其主要的是失效形式。因此，疲劳强度对于设计各类承受循环载荷的机械和结构，成为重要的研究内容。进行疲劳强度设计，需要有材料的疲劳性能数据。但有时虽然认为选择了合适的材料，制成零件后，使用中仍有可能发生意外的疲劳

3、断裂事故。这可能是由于设计者在某方面的疏忽，或偶然的过载，或零件制成后使用条件有了改变所致。这些现象都说明，材料的疲劳强度不等于零件的疲劳强度，所以设计理论是重要的。通过本课程的学习，能够对构件的强度疲劳问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实践能力。二、教学基本要求：通过本课程的学习，能够对构件的强度疲劳问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实践能力。熟练掌握各章节的主要内容：1.材料的疲劳性能，材料的循环特性曲线构件的无限寿命设计；2.构件的无限寿命设计，累积损伤的寿命

4、设计，累积损伤理论；3.构件的有限寿命设计，材料疲劳裂纹的扩展性能，件的破损-----安全设计；4.低周疲劳设计，局部应变集中方法，构件的疲劳强度可靠性设；5.随机疲劳强度，腐蚀疲劳。三、各章节内容及学时分配第一章绪论（2学时）115教学目的与要求1.了解疲劳强度在工业中的地位，疲劳强度发展史，疲劳的分类；2.明确疲劳破坏的三个阶段，疲劳断口。教学内容疲劳强度在工业中的地位，疲劳强度发展史，疲劳的分类，疲劳破坏的三个阶段，疲劳断口。第二章金属的循环应力和应变（2学时）教学目的与要求1.了解循环硬化和软化；2.理解循环加载的迟滞回线，循环应力-应变曲线的测试方法

5、，金属循环应变机理。教学内容循环加载的迟滞回线，循环硬化和软化，循环应力-应变曲线的测试方法，金属循环应变机理。第三章疲劳图（2学时）教学目的与要求1.理解材料的S-N曲线，频率曲线和概率密度函数，统计分析的基础知识，正态分布；2.掌握P-S-N曲线，3.熟练掌握疲劳极限图，以及相关寿命曲线图。教学内容材料的S-N曲线，频率曲线和概率密度函数，统计分析的基础知识，正态分布；P-S-N曲线，疲劳极限图，等寿命曲线图。第四章疲劳积累损伤理论（2学时）教学目的与要求1．了解疲劳损伤的概念，2．熟练掌握线性疲劳累积损伤理论，3．掌握非线性疲劳累积损伤理论，4．明确双线

6、性疲劳累积损伤理论。115教学内容疲劳损伤的概念，线性疲劳累积损伤理论，非线性疲劳累积损伤理论，双线性疲劳累积损伤理论。第五章影响疲劳强度的因素（2学时）教学目的与要求1.理解应力集中；2.了解应变集中的影响，包括尺寸的影响，表面加工情况的影响，载荷频率的影响，工作应力波形的影响。教学内容应力集中和应变集中的影响，尺寸的影响，表面加工情况的影响，载荷频率的影响，工作应力波形的影响。第六章疲劳试验（2学时）教学目的与要求1.了解高周疲劳试验；2.掌握S-N曲线；3.掌握高周疲劳试验方法；4.低周疲劳试验；5.明确掌握带过渡圆弧的试样应变幅度的修正；6.掌握低周疲

7、劳试验方法；7.明确掌握径向应变与轴向应变的转换；8.了解裂纹扩展试验；教学内容高周疲劳试验，S-N曲线，低周疲劳试验，带过渡圆弧的试样应变幅度的修正，径向应变与轴向应变的转换，裂纹扩展试验。第七章常规疲劳强度设计（4学时）教学目的与要求1.熟练掌握单向应力作用下的疲劳强度设计，2.了解单向应力作用下的疲劳寿命估计，3.掌握复合应力作用下的疲劳强度设计，4.了解复合应力作用下的疲劳寿命估算。115教学内容单向应力作用下的疲劳强度设计，单向应力作用下的疲劳寿命估计，复合应力作用下的疲劳强度设计，复合应力作用下的疲劳寿命估算。第八章随机疲劳（2学时）教学目的与要求

8、1.了解随机过程，2.明确随机载荷的统