01
疲劳破坏概述
什么是疲劳破坏？典型特征：低应力、突发性、局部性。工程案例（航空、汽车、桥梁）。
基础概念工程背景
02
疲劳载荷类型
恒幅/变幅/随机载荷 · 应力比R · 载荷谱概念
载荷谱应力比
03
S-N曲线与疲劳极限
S-N曲线定义与获取 · 耐久极限 · 高周/低周分界
S-N耐久极限
04
疲劳寿命影响因素
应力集中(Kt/Kf) · 尺寸效应 · 表面状态 · 平均应力修正(Goodman/Gerber/Soderberg)
修正理论应力集中
05
名义应力法
基于S-N的寿命预测 · Miner线性累积 · 雨流计数法
Miner雨流计数
06
局部应力应变法
Neuber准则 · ε-N曲线 · 循环应力应变 · 低周疲劳预测
Neuber低周疲劳
07
断裂力学基础
裂纹扩展三阶段 · Paris公式 · ΔKth · 应力强度因子K_I
ParisK_I
08
疲劳裂纹扩展寿命预测
初始→临界裂纹扩展 · 剩余寿命 · 损伤容限设计
损伤容限剩余寿命
09
多轴疲劳理论
临界平面法(Findley/Matake/Fatemi-Socie) · 等效应力(von Mises/Tresca) · 案例
多轴临界平面
10
热机械疲劳
热应力与机械应力耦合 · 试验方法 · Coffin-Manson热疲劳应用
热-力耦合Coffin-Manson
11
焊接结构疲劳
接头应力集中 · 热点应力/结构应力法 · IIW与BS标准
焊接热点应力
12
缺口效应与疲劳
缺口根部应力应变 · Neuber/Glinka修正 · 缺口疲劳系数Kf估算
缺口Kf
13
表面强化工艺
喷丸强化 · 滚压/渗碳/氮化 · 表面完整性
喷丸残余应力
14
材料选择与冶金因素
洁净钢与夹杂物 · 晶粒度/热处理 · 各向异性与锻造流线
冶金夹杂物
15
环境因素与腐蚀疲劳
腐蚀介质对S-N影响 · 腐蚀疲劳机理 · 防护(涂层/缓蚀剂)
腐蚀防护
16
高周疲劳与超高周疲劳
>10^7次机理 · 内部裂纹/鱼眼特征 · 超声疲劳试验
超高周鱼眼
17
概率统计方法在疲劳中的应用
P-S-N曲线 · Weibull分布 · 可靠度与置信区间
P-S-NWeibull
18
有限元分析在疲劳中的应用
应力应变场提取 · 子模型 · nCode/FE-Safe基础
FEAnCode
19
振动疲劳
共振疲劳 · 频域方法(Dirlik/Steinberg) · PSD与疲劳
振动PSD
20
接触疲劳与微动疲劳
齿轮/轴承点蚀剥落 · 微动磨损与微动疲劳 · 防护设计
接触微动
21
复合材料疲劳
层合板损伤模式 · 刚度退化 · S-N与剩余强度模型
复合材料层合板
22
增材制造(3D打印)疲劳
表面粗糙度/内部缺陷 · HIP后处理 · 工艺参数优化
3D打印HIP
23
疲劳试验方法
单点/成组/升降法 · 高频与电液伺服 · 应变/位移控制
试验升降法
24
疲劳断口分析
宏观(源区/扩展区/瞬断) · 微观(辉纹/解理/韧窝) · SEM应用
断口SEM
25
疲劳寿命提升设计准则
避免尖角/截面突变 · 加强筋 · 过盈配合与预紧力
设计准则预紧
26
残余应力与疲劳
残余应力产生(焊接/热处理/机加工) · 测试(XRD/盲孔) · 调控
残余应力XRD
27
疲劳寿命管理
全寿命周期管理 · CBM · 监测技术(应变片/声发射)
寿命管理CBM
28
典型工业案例
航空发动机叶片 · 汽车车桥 · 风电叶片疲劳设计
案例工业
29
疲劳分析软件实操
nCode DesignLife · ANSYS nCode/Workbench集成 · FE-Safe入门
nCodeFE-Safe
30
课程总结与前沿展望
AI在疲劳预测 · 数字孪生 · 未来研究方向
AI数字孪生