董平沙教授發明的用結構應力法評估焊接結構疲勞壽命，被譽為將一個猜測的遊戲變成了可以明確證明的科學。2017年，兆文忠、李向偉、董平沙三位作者共同編寫的《焊接結構抗疲勞設計——理論與方法》一書出版，書中介紹了結構應力法的理論與疲勞評估方法及相關的研究工作。這本書得到了業界的廣泛好評，同時，有讀者提出希望能介紹得更詳細、更深入一些，以幫助他們更全面、更深刻地理解焊接結構抗疲勞設計的理論與方法中的一些精髓，為此，作者對書中的一些內容進行必要的補充與更新，於2021年6月出版了《焊接結構抗疲勞設計——理等

●第2版前言
第1版前言
主要符號表
第1章 引論
1.1 焊接結構抗疲勞設計過程中的認識誤區
1.2 編寫本書的基本目的
參考文獻
第2章 預備知識
2.1 金屬疲勞的基本原理
2.2 焊接接頭的基本術語
2.3 焊接接頭與焊接結構的定義
2.4 焊接結構與焊接接頭的疲勞載荷
2.5 焊接接頭工作應力的定義
2.6 S-N曲線及其內涵
2.7 Miner線性疲勞損傷累積基本理論及其內涵
2.8 Miner線性疲勞損傷累積基本理論應用實例
2.9 本章小結
參考文獻
第3章 Paris裂紋擴展公式與壽命積分
3.1 斷裂力學理論概述
3.1.1 裂紋擴展的基本類型
3.1.2 應力強度因子的定義與內涵
3.1.3 Paris裂紋擴展公式
3.2 Paris裂紋擴展公式與S-N曲線的推導
3.3 傳統的基於斷裂力學理論直接計算焊縫疲勞壽命的難點
3.4 本章小結
參考文獻
第4章 焊接結構疲勞強度問題的特殊性
4.1 焊接接頭的幾何不連續性
4.2 焊接接頭的疲勞破壞模式
4.3 焊接接頭S-N曲線的特殊性
4.3.1 母材的屈服強度對焊接接頭疲勞強度的影響
4.3.2 焊接接頭S-N曲線具有相同的斜率
4.4 焊接接頭殘餘應力對疲勞壽命的影響
4.5 本章小結
參考文獻
第5章 焊後殘餘應力的特殊性
5.1 材料的屈服強度及其特點
5.1.1 材料的屈服強度
5.1.2 材料彈塑性問題的本構關繫
5.1.3 彈塑性分析的一個簡單實例
5.1.4 內力與應力的物理屬性
5.2 焊接熱過程產生殘餘應力的機理
5.2.1 焊接熱過程與殘餘應力
5.2.2 殘餘應力發展過程的熱力學模型
5.3 焊後殘餘應力的位移控制屬性
5.4 有焊後殘餘應力的焊接構件的繼續承載問題
5.5 焊後熱處理去除殘餘應力的認識誤區與澄清
5.5.1 焊後熱處理與去除殘餘應力
5.5.2 焊後熱處理去除殘餘應力的案例
5.6 本章小結
參考文獻
第6章 焊接結構抗疲勞設計與評估的傳統方法
6.1 鋼結構的抗疲勞設計與評估標準
6.1.1 英國BS 7608標準的名義應力法
6.1.2 國際焊接學會（IIW）的名義應力法
6.2 鋁結構的抗疲勞設計與評估標準
6.3 專用結構的抗疲勞設計與評估
6.4 基於熱點應力的抗疲勞設計與評估
6.5 傳統方法的工程應用
6.5.1 模塊功能設計
6.5.2 實施案例
6.6 傳統評估方法的工程應用局限性
6.7 本章小結
參考文獻
第7章 結構應力的定義及其內涵
7.1方法的基礎知識
7.2法與應力集中的計算
7.3 結構應力的定義與計算
7.4 結構應力的力學解釋與存在的試驗證明
7.5 本章小結
參考文獻
第8章 主S-N曲線
8.1 基於結構應力的K值評估
8.1.1 無缺口效應的K值求解
8.1.2 有缺口效應的K值求解
8.2 特征深度與缺口應力強度放大因子
8.2.1 特征深度
8.2.2 缺口應力強度放大因子
8.3 兩階段裂紋擴展模型
8.4 等效結構應力和主S-N曲線計算公式
8.5 ASME標準中焊接結構的疲勞壽命評估
8.6 本章小結
參考文獻
第9章 焊接接頭抗疲勞設計
9.1 標準接頭與非標準接頭的定義
9.2 BS 15085-3：2007的焊接接頭設計完整性流程
9.3 焊接結構與焊接接頭疲勞載荷的獲取
9.3.1 焊接結構疲勞載荷的獲取
9.3.2 焊接接頭疲勞載荷的獲取
9.4 確認應力因子的兩種技術
9.4.1 基於名義應力計算應力因子
9.4.2 基於結構應力計算應力因子
9.4.3 隨機載荷作用時應力狀態的確認
9.5 焊接接頭的優選疲勞行為
9.5.1 優選疲勞行為的定義
9.5.2 優選疲勞行為的獲得方法
9.5.3 好與不好疲勞行為的案例
9.6 剛度不協調的工程案例
9.7 本章小結
參考文獻
第10章 基於結構應力的虛擬疲勞試驗技術
10.1 基於結構應力的虛擬疲勞試驗技術平臺
10.2 虛擬疲勞試驗的實例
10.2.1 某軌道貨車三軸焊接構架的虛擬疲勞試驗
10.2.2 某軌道客車轉向架焊接構架的虛擬疲勞試驗
10.2.3 某鋁合金焊接車體的虛擬疲勞試驗
10.3 本章小結
參考文獻
第11章 模態結構應力與頻域結構應力
11.1 模態結構應力的定義與計算
11.1.1 模態的基礎知識
11.1.2 模態結構應力的計算公式
11.1.3 模態結構應力的計算實例
11.2 頻域結構應力的定義與應用
11.2.1 隨機振動基礎知識
11.2.2 頻域結構應力的推導及疲勞評估
11.2.3 頻域結構應力計算實例
11.3 本章小結
參考文獻
第12章 結構應力法的其他研究成果
12.1 剩餘壽命評估及等效初始裂紋替代法
12.2 多軸疲勞問題的MLP法
12.2.1 多軸應力狀態
12.2.2 PDMR方法
12.2.3 MLP方法
12.2.4 MLP方法的物理解釋
12.2.5 Sonsino和Kueppers的試驗
12.3 低周疲勞問題的結構應變法
12.3.1 偽彈性應力與LCF數據的處理
12.3.2 結構應變法與低周疲勞
12.3.3 基於LCF測試數據的驗證
12.4 基於等效結構應變參數的統一方程
12.4.1 結構應力與結構應變的比較
12.4.2 主應變-壽命曲線
12.5 本章小結
參考文獻
第13章 結構應力法的工程應用實例
13.1 SAE“疲勞挑戰”實例
13.1.1 基於結構應力的焊縫疲勞開裂位置預測
13.1.2 基於主S-N曲線的焊縫疲勞壽命預測
……

本書介紹了焊接結構疲勞評估的一種新方法——結構應力法，其中包括網格不敏感的力學屬性以及識別焊縫上應力集中的特殊功能；推導了可評估焊縫疲勞壽命的主S-N曲線公式；討論了焊後殘餘應力的位移控制屬性；給出了結構應力法在焊接結構抗疲勞設計中的應用技術，包括焊接接頭應力因子計算技術、識別與緩解應力集中以獲得焊接接頭優選疲勞行為的實用技術、虛擬疲勞試驗技術、模態與頻域的結構應力技術，以及含初始裂紋的壽命預測技術、多軸與低周疲勞的壽命預測技術等。本書可供從事焊接結構抗疲勞設計的人員閱讀，也可作為相關的研究生教學與科研參考書。

兆文忠 等 著