●前言
第1章概述
1.1引言
1.2研究現狀及其工程背景
1.2.1疲勞裂紋擴展與斷裂力學方法
1.2.2高速列車關鍵結構部件的服役安全問題
1.2.3金屬材料的低載“鍛煉”效應
1.2.4疲勞裂紋擴展的概率模型
1.3主要內容
第2章高速列車端部底架結構功能部件應分析
2.1引言
2.2底架結構簡介
2.3底架結模型的建立
2.3.建模的基本原則
2.3.2三維結構幾何模型的建立
2.3.模型的建立
2.4底架結構靜力學計算分析
2.4.1理論計算載荷
2.4.2約束條件
2.4.仿真結果分析
2.4.4仿真結果驗證
2.5本章小結
第3章服役經歷對高速列車底架結構材料斷裂力學性能的影響
3.1引言
3.2試驗材料
3.3試驗方法
3.3.1疲勞裂紋擴展門檻值試驗
3.3.2平面應變斷裂韌度試驗
3.3.3疲勞裂紋擴展試驗
3.3.4衝擊韌度試驗
3.3.5數據分析及處理方法
3.4試驗結果與分析
3.4.1斷裂力學性能參數測試結果分析
3.4.2穩態裂紋擴展階段疲勞裂紋擴展行為特性
3.4.3近門檻值區域疲勞裂紋擴展行為
3.5斷口形貌分析
3.5.1斷口分析的意義
3.5.2斷口分析的方法
3.5.3服役材料的斷口形貌
3.6本章小結
第4章預循環應力對高速列車結構材料疲勞斷裂性能的影響
4.1引言
4.2試驗材料
4.3試驗方案設計及試驗方法
4.3.1疲勞極限試驗
4.3.2基於預循環應力的試驗方案設計
4.3.3拉伸試驗
4.3.4斷裂力學試驗
4.4試驗結果與分析
4.4.1預循環應力對材料疲勞斷裂性能參數的影響
4.4.2預循環應力對材料疲勞裂紋擴展行為的影響
4.4.3預循環應力對材料疲勞裂紋擴展壽命的影響
4.5斷口形貌分析
4.5.1疲勞裂紋源區的斷口形貌
4.5.2穩定擴展區的斷口形貌
4.5.3瞬斷區的斷口形貌
4.6本章小結
第5章概率疲勞裂紋擴展速率統計分析方法
5.1引言
5.2試驗案例
5.3中值疲勞裂紋擴展速率曲線的擬合方法
5.4規定置信度、可靠度的疲勞裂紋擴展速率及其表達式
5.5概率分布特征的統計分析方法
5.5.1傳統統計分析方法
5.5.2基於高斯分布的統計分析方法
5.5.3基於擬合曲線等效轉換的統計分析方法
5.5.4統計分析方法的比較與討論
5.6本章小結
第6章基於厚度尺寸效應的三維應力強度因子修正方法
6.1引言
6.2試驗案例
6.3三維應力強度因分析
6.3.1應力強度因子的求解方法
6.3.2三模型的建立
6.4三維應力強度因子的厚度尺寸效應
6.4.1應力強度因子計算結果的對比與分析
6.4.2三維應力強度因子的修正作用
6.4.3厚度尺寸效應對應力強度因子的影響
6.5本章小結
第7章結論與展望
7.1工作總結
7.2研究展望
參考文獻

我國對高速列車領域的結構斷裂力學以及損傷容限技術的研究與應用還十分有限，尤其是針對高速列車關鍵功能部件斷裂力學的理論分析和試驗研究相對薄弱，迫切需要結合工程實際開展繫統性、綜合性研究工作，為高速列車的安全可靠運行和經濟性檢修維護提供技術支撐。本書從工程應用角度出發，通過開展對高速列車結構材料的疲勞裂紋擴展行為的研究，剖析了服役經歷對材料斷裂力學性能的影響，探索了材料強度和使用壽命的作用規律，並提出了更為客觀、合理地描述試驗數據分散性分布規律的概率疲勞裂紋擴展速率統計分析方法。本書的相關研究成果將為高速列車設計、制造領域的研究人員和生產制造人員提供技術參考，為政府在該領域的決策提供基礎科學依據。