机械设计与材料设计

机械设计与材料设计
作　者： 涂铭旌，张铁军，宋大余，张崇才 著
出版时间：2014
丛编项： 研究生系列教材
内容简介
本书主要讨论机械零件设计和加工制造工艺对金属材料性能的影响，并用这些研究和讨论的结果来指导机械设计与制造，内容主要包括：机械零件失效分析及疲劳强度；残余应力与疲劳强度；零件结构设计与疲劳强度；机械加工与零件疲劳强度；冶金及热加工与钢的性能；热处理表面处理与钢的疲劳强度等。
目录

第1章机械零件失效分析及疲劳强度
11失效分析及失效预防的基本思路
12机械零件的主要失效形式
13疲劳断裂失效
131定义与分类
132力学分析
14材料的疲劳强度
141疲劳强度和抗拉强度之间的经验关系
142应力集中和缺口的影响
143材料缺口疲劳强度和疲劳缺口敏感度
15疲劳强度的其他影响因素
151缺口敏感度
152变动载荷频率范围的影响
153表面状况的影响
154合金成分及显微组织的影响
155表面残余应力对疲劳强度的影响
第2章从材料强度学的观点优化机械零件疲劳寿命
21应力状态等的基本概念
211应力状态软性系数
212压缩的特征
213弯曲的特征
214扭转的特征
22缺口效应
221缺口试样在弹性状态下的应力分布
222缺口试样在塑性状态下的应力分布
23不同应力状态的选材原则
24材料的强度、塑性、韧性与使用寿命的辩证关系
241材料的强度、塑性、韧性判据
242强、塑、韧合理配合与优化选材、用材
25接触疲劳及其类型
251影响接触疲劳寿命的因素
252轴承钢表面硬度与平均使用寿命的关系
253静态接触疲劳寿命、冲击接触疲劳寿命与硬度的关系曲线
254滑动磨粒磨损与多次冲击磨粒磨损
第3章零件结构设计与疲劳强度
31轴的圆角过渡的影响
32键槽的影响
321轴的疲劳断裂事故分析
322键槽的影响
33花键齿形的影响
34横孔的影响
35零件尺寸的影响
351尺寸效应
352零件尺寸系数εσ和ετ
353加大半轴直径反而使用寿命低的实例
36压配合对轴疲劳强度的影响
361压配合轴的应力集中分析
362降低应力集中的结构设计
363提高压配合轴弯曲疲劳强度的实验
364提高拖拉机前轴主销疲劳寿命的实例
第4章机械加工与零件疲劳强度
41车削加工与零件疲劳强度
411车削工艺参数对钢的疲劳强度的影响
412高速切削工艺参数对钢的疲劳性能的影响
413工程应用实例
42不同加工表面粗糙度的影响
43磨削加工的影响
431磨削可以提高零件疲劳强度
432采用纵向磨削有利于提高疲劳强度
433磨削表面缺陷的不利影响
434工程研究实例
44抛光对零件疲劳强度的影响
441抛光对疲劳强度的影响分析
442纵向抛光的有利作用
443工程研究实例
45带孔零件的疲劳强度
451横孔对疲劳强度的影响
452不同加工横孔工艺方法的影响
453钻孔倒角对钢的疲劳强度的影响
454静压钻孔棱角对钢的疲劳强度的影响
455冲击压缩钻孔棱角对疲劳强度的影响
456工程应用实例
46机械加工的影响
第5章冶金及热加工与钢的性能
51冶炼方法对钢的性能的影响
511氧气顶吹转炉炼钢
512电弧炉炼钢的影响
513电渣炉重熔
514真空脱气、真空熔炼及真空重熔的影响
515夹杂物对钢的疲劳强度的影响
52冶金质量与钢的淬透性
521成分波动对工艺性能的影响
522成分波动对钢的淬透性的影响
523结构钢淬透性的技术要求
53微量合金元素B、Ti的影响
54金属纤维流线与疲劳强度——热加工的影响
541金属纤维流线的形成
542纤维流线对钢材力学性能的影响
543机械零件的纤维流线的合理设计
55晶粒尺寸的影响
56轧制
57化学成分
58钢的洁净程度与夹杂物的影响
第6章钢的热处理与疲劳强度
61热处理工艺及金相组织对钢的力学性能的影响
611铁素体组织的影响
612非马氏体组织的影响
613残余奥氏体的影响
614贝氏体和马氏体混合组织的影响
615回火脆性的影响
616过热后晶粒度的影响
617脱碳及增碳的影响
618生产实例
62感应淬火强化及其综合强化
621预先热处理是正火还是调质好
622淬硬层该多深为好
623表层与心部的合理硬度值问题
624感应淬火的组织及评定问题
625关于感应淬火层的合理分布设计问题
626感应淬火的综合强化及生产应用
627感应表面淬火及综合强化的发展动向
628高频表面淬火的残余压应力与强度
629表面淬火对零件使用性能的影响
6210关于淬硬层深的选择
6211高频表面淬火强度与零件疲劳设计
6212表面加热淬火零件心部硬度的选择
63化学热处理
631渗碳
632碳氮共渗
633碳、氮、硼三元共渗
634气体氮化
635软氮化
636离子氮化
637渗碳、气体氮化、碳氮共渗的疲劳强度比较
638表面化学热处理与疲劳强度
64表面电镀金属与疲劳强度
641残余应力与疲劳强度
642残余应力对在不同条件下服役零件使用性能的影响
第7章提高机械零件疲劳强度的工程设计
71合理的机械结构设计
72焊接接头的疲劳强度设计
721钢的可焊性设计
722焊接接头形式对疲劳强度的影响
723焊缝中的残余应力
724降低焊缝区应力集中，增加焊缝构件承载能力的技术措施
73260/320型压缩机曲轴主轴颈断裂分析
731确定疲劳源
732咬蚀的作用
733紧配合轴的强度
734提高强度的途径
735结论及改进措施
74预防疲劳失效的选材
741材料失效与成分、组织、状态的关系
742选材原则
743提高带缺口零件的疲劳强度理论分析
75采用能提高材料疲劳强度的热处理及强化工艺
参考文献