《奇妙的疲劳现象》

曾春华编着。

本书是关于材料“疲劳”问题的科普读物。全书可分为8个部分，系统地介绍了材料“疲劳”现象的危害、产生机制及其预防措施。1至4部分分别论述了“什么是疲劳”、“为什么会产生疲劳”、“疲劳跟哪些因素相关”和“疲劳破坏规律的探索”等问题。

机械工程方面时有“奇怪”的事故发生：人们按材料静强度设计的机车车轮、路轨；活塞机械的曲柄、连杆；汽车的车架、车轴、齿轮和弹簧；汽轮机涡轮的叶片等构件常因“疲劳”而突然断裂。

仅1951～1954年美、英两国就有几十架喷气飞机因材料疲劳发生灾难性损毁。血的教训警醒人们展开对这一现象的研究。在多次重复变化的载荷(交变应力)作用下，构件的应力值虽未超过材料的强度极限σ_b，甚至比屈服极限σ_s还低就发生了破坏，这就是疲劳破坏。对疲劳现象的深入观察和分析是从本世纪50年代开始的。

人们借助电子光学、电子金相断口技术和电子计算机对疲劳断口和裂纹尖端的微观形态与精细结构进行了大量的研究，结果发现，疲劳现象是材料的一种损伤积累。试验研究和事故调查表明，材料或构件最薄弱的(表面缺陷或内部缺陷等)地方往往是应力集中的疲劳裂纹发源地。在交变应力作用下，疲劳源逐渐向纵深扩展，当应力循环次数超过某一数值，构件的剩余断面不足以承受外加载荷时，立即发生脆性疲劳断裂。本书在对疲劳断口形态、微观裂纹生长机理和材料组织在疲劳过程中的变化进行介绍的基础上，还就影响材料疲劳强度的应力集中、几何尺寸、表面加工和表面处理、温度、腐蚀、工作频率、材料强度和塑性、材料组织的均匀性和稳定性以及其它因素进行了探讨，从而为阐明研究疲劳规律的累积损伤理论、裂纹扩展理论、剩余强度理论、疲劳寿命的估算方法以及断裂力学与疲劳研究的关系铺平道路。

本书第5部分为《怎样进行抗疲劳设计》。作者指出，为防止疲劳破坏，必须把抗疲劳设计列为构件和结构强度设计的一个重要内容。按理论产生的先后，作者简要地介绍了静强度设计、无限寿命设计、安全寿命设计、破损——安全设计、损伤容限设计等抗疲劳设计思想和连接件的细节设计原则。作者指出，由于影响疲劳强度的因素很多，致使目前对疲劳机理和抗疲劳设计理论的研究还不完善，各种疲劳设计和分析方法都带有局限性。因此，各国都十分重视疲劳试验方面的研究。本书第6部分《怎样进行疲劳试验》就是有关这个问题的。

此外，本书7、8两部分还涉足低周、腐蚀、擦伤、噪音、热、高温和低温等特殊条件以及木材、塑料、橡胶、混凝土和复合材料等非金属材料，从更大的范围就材料的疲劳问题作了论述。作为一本科普读物，本书各部分采用了醒目的标题和简明通俗的议论方式。

这对于普及机械和力学知识，做好我国现代工业的安全、优化设计工作将起到良好的促进作用。