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