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第一章 热应力与热疲劳概论 1

第二章 热应力基础 5

2.1 热传导 5

2.1.1 基本微分方程 5

2.1.2 热传导问题的例子 6

2.1.3 数值计算法 9

2.1.4 实验法 11

2.2 弹性热应力 12

2.2.1 基本方程 12

2.2.2 弹性热应力问题的例子 23

2.3 弹塑性热应力 30

2.3.1 屈服条件和屈服函数 30

2.3.2 流动法则和应力-应变关系 32

2.3.3 弹塑性热应力问题的例子 37

3.1.1 差分法 48

3.1 数值计算法 48

第三章 热应力的分析方法 48

3.1.2 有限元素法 66

3.2 实验分析法 84

3.2.1 应变仪法 84

3.2.2 热光弹性法 86

3.2.3 莫尔法 89

3.2.4 其他方法 89

第四章 热疲劳和高温低循环疲劳试验方法 93

4.1 热疲劳试验机概述 93

4.2 试验数据的整理方法 96

4.3 试验条件的设定 98

4.3.1 温度分布与应变不均及隆起的关系 99

4.3.2 加热和冷却方法与温度分布 100

4.3.3 逃逸伸缩 102

4.4.1 应变范围与约束系数 105

4.4 应变约束系数 105

4.4.2 约束系统的控制 107

4.5 试件形状及其他控制事项 109

4.5.1 试件形状与预先处理 109

4.5.2 其他控制事项 110

4.6 高温低循环疲劳试验 111

4.6.1 试验条件的设定 112

第五章 高温低循环疲劳强度与热疲劳强度 115

5.1 影响高温低循环疲劳强度的各种因素 115

5.1.1 材料的延性和温度的影响 116

5.1.2 应变循环速度、保持时间的影响 126

5.1.3 应变集中，气氛效应等 133

5.2 影响热疲劳强度的各种因素 136

5.2.1 热因子 136

5.2.2 试验条件和使用条件 139

5.2.3 材料的机械性质 143

5.3 热疲劳强度与高温低循环疲劳强度的关系 146

5.3.1 温度的比较标准 146

5.3.2 热应变约束系数的比较标准 153

5.3.3 热应力与机械应力叠加时的热疲劳强度 157

5.3.4 根据高温低循环疲劳试验结果推断热疲劳强度 163

5.4 热冲击强度和其他高温强度的关系 164

5.4.1 热冲击的意义与热冲击断裂 164

5.4.2 热冲击强度的性质 165

5.4.3 热冲击强度与其他高温强度的关系 169

5.5 热应力棘轮 172

5.5.1 机械棘轮和热应力棘轮 172

5.5.2 由热循环引起的构件性质 173

5.5.3 由定常扭转应力引起的热应力棘轮 177

5.5.4 内压管的热应力棘轮 180

6.1 多维应力下的高温低循环疲劳 190

6.1.1 实验条件与等效应变范围 190

第六章 多维应力下的高温低循环疲劳和热疲劳 190

6.1.2 多维应力下的高温低循环疲劳强度 195

6.2 多维应力下的热疲劳 199

6.2.1 与一维应力下的强度的关系 199

6.2.2 多维应力下的热疲劳强度 200

第七章 热疲劳中的组织变化与龟裂 211

7.1 高温疲劳中微观组织的变化 211

7.1.1 疲劳的机理 211

7.1.2 高温疲劳的特征 215

7.2 热疲劳的组织变化 222

7.2.1 用光学显微镜观察 222

7.2.2 用X射线观察 224

7.2.3 热疲劳的组织变化与高温低循环疲劳的组织变化的比较 226

7.2.4 其他的组织变化 228

7.3 高温低循环疲劳和热疲劳中裂纹的扩展 232

7.3.1 宏观和显微镜观察的裂纹状态 233

7.3.2 裂纹的传播速度 237

第八章 蠕变与高温疲劳的相互关系 242

8.1 对于蠕变与疲劳相互关系的观点 243

8.2 蠕变损伤 244

8.2.1 累积损伤 244

8.2.2 循环交变应力下的蠕变断裂 246

8.3 疲劳损伤(高温低循环疲劳寿命) 249

8.3.1 曼森-科芬公式 249

8.3.2 循环速度修正疲劳寿命 249

8.3.3 通用斜率法(Universal slope法) 250

8.4 考虑蠕变的高温低循环疲劳寿命的推算 252

8.4.1 曼森等人的线性损伤法则 253

8.4.2 应变划分法 254

8.5 氧化对高温低循环疲劳的影响 257

9.1 蒸气涡轮 261

9.1.1 转子的热应力 261

第九章 机械中的热应力及主要问题 261

9.1.2 机壳的热应力 264

9.1.3 减缓热疲劳的方法 265

9.1.4 热疲劳寿命的控制 266

9.2 燃气涡轮和喷气式发动机 267

9.2.1 涡轮动叶片及喷嘴 267

9.2.2 涡轮盘 269

9.2.3 燃烧器壳体 272

9.2.4 实用喷气式发动机的热疲劳龟裂损伤举例 273

9.3 柴油机 274

9.3.1 柴油机的传热 275

9.3.2 定常热应力 277

9.3.3 周期性热应力 280

9.3.4 过渡状态的热应力 280

9.4 原子能装置 281

9.4.1 按照规范来处理热应力 282

9.4.2 反应堆压力容器的热应力 283

9.5 化工机械 288

9.5.1 管的热应力 288

9.5.2 压力容器的热应力 290

9.6 轧辊 293

9.6.1 由一次热冲击引起的轧辊表面损伤 294

9.6.2 由循环热冲击引起的轧辊表面损伤 297

9.6.3 由热应力引起的轧辊自内部的断裂 298

第十章 热疲劳设计 302

10.1 热疲劳设计的实施 302

10.1.1 热疲劳设计的主要问题 302

10.1.2 为缓和热应力在设计上应注意的事项 306

10.1.3 原子动力装置的热疲劳设计 306

10.1.4 蒸气涡轮转子的热疲劳设计 309

10.2 热疲劳断裂诸例及其问题 312

10.2.1 热疲劳断裂诸例 312

10.2.2 热疲劳设计上的问题 317