本书是国内首部系统介绍能量法的金属多轴疲劳专著，可为金属多轴疲劳寿命预测提供一种基本的分析体系。全书首先概述了金属疲劳模型的发展沿革；随后介绍了两种载荷处理方法，即滤波法与雨流法；在此基础上，重点阐述了四类代表性能量模型，包括有效应变能模型、临界面-应变能模型、损伤累积模型和温变特征模型，并介绍了新兴的数据驱动模型。书中结合大量实验数据，系统评估了各类模型的预测精度、适用范围以及工程实用性，可为模型选择与应用提供参考借鉴。
样章试读
目录
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 金属疲劳的研究历史 1
1.2 金属疲劳的基本机理 3
1.3 金属疲劳研究的主要方法 6
1.3.1 金属疲劳实验 6
1.3.2 理论分析与建模 10
1.3.3 数值模拟与计算 12
1.3.4 数据驱动法 12
1.4 金属单轴疲劳研究 14
1.4.1 单轴应力/应变响应 14
1.4.2 疲劳寿命预测模型 19
1.4.3 疲劳寿命影响因素 23
1.5 金属多轴疲劳研究 25
1.5.1 多轴增量本构理论 25
1.5.2 多轴疲劳寿命预测模型 28
参考文献 34
第2章 滤波法 37
2.1 传统载荷预处理方法 37
2.1.1 载荷峰谷值提取 37
2.1.2 小载荷过滤 39
2.2 轨迹滤波法 41
2.2.1 单轴轨迹滤波法 41
2.2.2 多轴轨迹滤波法 42
2.3 轨迹滤波法算例 46
2.3.1 滤波原理算例 46
2.3.2 单轴轨迹滤波法算例 47
2.3.3 多轴轨迹滤波法算例 48
2.4 轨迹滤波法优化 49
2.4.1 滤波半径自适应 49
2.4.2 滤波方向自纠正 52
2.5 本章小结 54
参考文献 55
第3章 雨流法 56
3.1 单轴雨流法 56
3.1.1 基本原理 56
3.1.2 单轴实时顺序雨流法 57
3.1.3 单轴实时顺序雨流法算例 59
3.1.4 单轴雨流法的局限性 62
3.2 多轴雨流法 65
3.2.1 BS多轴雨流法 65
3.2.2 WB多轴雨流法 66
3.2.3 MWB多轴雨流法 67
3.2.4 MWB多轴雨流法算例 70
3.3 本章小结 76
参考文献 76
第4章 有效应变能模型 78
4.1 等效应力/应变模型 78
4.2 几个经典的应变能模型 81
4.3 规则路径下的有效应变能模型 83
4.4 不规则路径下的有效应变能模型 86
4.4.1 不规则路径的几何分割 86
4.4.2 线性损伤累积 88
4.4.3 分割子路径的疲劳寿命 89
4.5 模型评估 89
4.5.1 多轴疲劳实验 89
4.5.2 疲劳实验结果 91
4.5.3 模型评估结果 93
4.6 本章小结 94
参考文献 95
第5章 临界面-应变能模型 97
5.1 临界面的理论计算 97
5.2 经典的临界面-应变能模型 99
5.2.1 模型表达 99
5.2.2 模型对比 102
5.3 临界面-有效应变能模型 106
5.3.1 损伤参量 107
5.3.2 损伤权重因子 估计 108
5.3.3 非比例强化系数 估计 110
5.3.4 模型验证 110
5.4 本章小结 115
参考文献 115
第6章 损伤累积模型 118
6.1 单轴疲劳损伤累积模型 118
6.2 多轴疲劳损伤累积模型 122
6.3 损伤累积驱动能模型 123
6.3.1 多轴E-N曲线 123
6.3.2 归一化损伤驱动能 127
6.3.3 剩余疲劳寿命预测法 129
6.4 模型评估 132
6.5 本章小结 138
参考文献 138
第7章 温变特征模型 141
7.1 红外热成像法 141
7.1.1 红外热辐射基本定律 141
7.1.2 红外热成像系统 143
7.2 基于温变特征的疲劳寿命预测模型 144
7.3 温变特征的解析计算 146
7.3.1 热力耦合关系 147
7.3.2 热传导方程 148
7.3.3 仅考虑热传导的温升历程计算 149
7.3.4 考虑热传导和对流换热的温升历程计算 153
7.3.5 基于温升历程的熵产计算 155
7.4 本章小结 156
参考文献 156
第8章 数据驱动模型 158
8.1 数据驱动模型的应用流程 158
8.2 纯数据驱动模型 161
8.3 知识-数据双驱动模型 164
8.3.1 组合式模型 165
8.3.2 嵌合式模型 167
8.3.3 融合式模型 168
8.4 知识-数据双驱动模型示例 172
8.4.1 基于传统模型生成伪训练数据 172
8.4.2 基于减法聚类收集真实训练数据 173
8.4.3 分叉神经网络架构设计 175
8.4.4 模型验证与对比 177
8.5 本章小结 185
参考文献 186
附录 14种金属材料的性能参数 188
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