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      本书可作为环境保护专业应用型、技术技能型人才培养教学用书,也可作为环境保护科技人员、管理人员、环保职工的培训教材及参考书。

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图书分类

Book classification
  1. 本书为高等院校材料科学与工程、机械设计与制造等专业教材,主要应用失效分析工程学的观点和方法,系统地介绍了金属零件在使用过程中发生断裂、磨损、腐蚀失效的形貌特征、影响因素、预防措施及具体的分析方法,简要地介绍了金属零件加工缺陷对失效的影响。本书强调断口分析在失效分析中的重要意义,分析了断口位置、特征与零件失效的关系,着重于各类失效特征的描述和失效分析思路及其方法的运用,强调理论与实践的结合,给出了较...查看更多
  2. 工程中金属构件的失效,对相关的工程技术人员来说是一个不得不考虑,不得不解决的重要问题。对重大失效事故必须进行分析,其目的一方面是探明原因,找出改进的措施,避免同类事故再次发生,另一方面是判明责任。
    失效分析技术是一门跨学科的技术,在进行失效分析过程中必须综合应用多学科知识。由于新材料在现代工程中大量使用,失效分析已经覆盖陶瓷、聚合物及电子材料领域。虽然不同领域失效分析有着不同的特点,但是也存在众多共同之处。金属材料构件的失效分析技术应该说是最成熟的。熟练掌握金属材料零部件失效分析技术,不但有实际应用价值,而且也能为分析其他新材料失效问题奠定基础。
    由于失效分析技术属于跨学科技术,所以对零部件进行失效分析,不但是提高产品质量必需的技术,也是培养工程技术人员综合利用多学科知识,提高学术水平的有效途径。因此在大学阶段,对本科生进行此方面的培养与训练,对提高本科生综合应用多学科知识能力解决工程实际问题是非常有帮助的。
    西南交通大学多年来将“失效分析”作为材料专业的必修课程,也有机械、力学、土木等专业的学生选修该课程。本书作者多年来从事金属零部件失效分析方面的工作,在此基础上编写了此教材。作为一本教材自然要大量引用他人的研究成果与各类相关资料,但也应该有一些自身的特点。本教材在编写过程中试图形成下面一些特点:
    1. 作为一门技术类的教材,应该有基础知识。
    由于失效分析是一门跨学科的技术,对于哪些内容属于基础知识,不同的学者一定有不同的见解。在本书的第2章,作者根据实践经验做出归纳,供广大同仁批评指正。
    2. 作为一门要讲授的教材,应该有重点教学内容。
    零部件的失效一般是指使用功能的丧失,包括过度变形、超常磨损、严重腐蚀、断裂等多种类型,其中断裂是最可怕的。在断裂失效中,公认疲劳断裂是最常见的断裂类型。因此,将疲劳断裂作为重点内容论述,并尝试引入近年来发展的关于疲劳断裂定量分析内容。
    3. 作为一门供学习的教材,应该有练习思考题。
    本教材根据一些实际案例,编制出一些能够启发学生思考、掌握关键内容的练习思考题。
    本书由西南交通大学蒋小松、杨川、高国庆、崔国栋编著。第1章、第2章由杨川执笔,第4章由崔国栋执笔,第5章由高国庆执笔,第3章由杨川、崔国栋、高国庆共同执笔;在2013年9月出版的《金属零部件失效分析基础》的基础上,蒋小松对教材整体内容进行了修改,增加了部分实际案例。本教材引用了许多专家与学者发表的资料与论著,在此向他们致以真诚的谢意。
    本书出版得到西南交通大学学科建设基金的资助以及西南交通大学出版社的大力支持,在此表示衷心感谢。
    由于作者水平有限,书中难免存在不足之处,敬请读者与同仁批评指正,笔者必将及时纠正,避免误人子弟。

    编著者
    2021年7月
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  1. 第1章  绪  论 1
    1.1  失效出现的宏观原因 1
    1.2  失效分析的基本方法 8
    1.2.1  常规分析方法 8
    1.2.2  系统分析方法 10
    1.3  失效分析的主要目的与值得注意的两种倾向 17
    >1.4  失效分析的进展 20
    1.4.1  失效的定量分析技术 20
    1.4.2  新材料的失效分析 20
    1.4.3  失效分析专家系统 22
    习  题 25
    参考文献 26
    第2章  失效分析基础与基本性能 28
    2.1  金属材料典型力学性能试验条件下的应力分布与断裂过程 28
    2.1.1  拉伸试验金属材料应力分布与断裂特征 29
    2.1.2  弯曲试验金属材料应力分布与断裂特征 30
    2.1.3  扭转过载试验金属材料应力分布与断裂特征 31
    2.1.4  剪切过载试验金属材料应力分布与断裂特征 32
    2.1.5  冲击试验金属材料断裂过程 33
    2.1.6  交变载荷应力分布特点与断裂过程 34
    2.1.7  实际零部件疲劳强度影响因素 36
    2.2  应力集中与三向应力 38
    2.3  残余应力产生原理与分析方法 40
    2.3.1  钢在热处理过程中的残余应力 41
    2.3.2  经过表面技术处理后残余应力 45
    2.3.3  铸造残余应力 52
    2.3.4  焊接残余应力 53
    2.4  断口宏观形貌分析方法 55
    2.4.1  宏观断口分析的目的与意义 55
    2.4.2  裂纹源与裂纹扩展方向的确定方法 56
    2.4.3  圆柱形与片状样品拉伸过载断裂断口分析 58
    2.4.4  圆柱样品扭转过载断裂断口分析 63
    2.4.5  弯曲过载断裂断口 64
    2.4.6  剪切过载断裂断口 65
    2.4.7  冲击过载断裂断口 67
    2.5  断口微观形貌分析方法 68
    2.5.1  分析目的 68
    2.5.2  扫描电镜成像原理与典型用途 69
    2.5.3  典型断口微观形貌 71
    2.6  断口宏观形貌与断口微观形貌间的关系 78
    2.6.1  韧性材料拉伸断裂宏观与微观断口 78
    2.6.2  脆性材料拉伸断裂宏观与微观断口(螺旋道钉断裂断口) 81
    2.6.3  韧性材料扭转断裂宏观与微观断口 81
    2.6.4  冲击断裂宏观与微观断口 83
    2.6.5  弯曲载荷作用下断裂断口宏观形貌与微观形貌 85
    2.6.6  剪切断裂宏观断口形貌与微观断口形貌 86
    2.7  金相组织分析方法 87
    2.7.1  分析目的 87
    2.7.2  阿贝原理 87
    2.7.3  利用阿贝原理分析金相组织 89
    2.8  实际案例分析 92
    2.8.1  案例1——车辆铆钉非正常拉伸断裂原因分析 92
    2.8.2  案例2——绝缘铁帽半拉力试验断裂原因分析 95
    习    题 107
    参考文献 110
    第3章  疲劳失效 111
    3.1  疲劳断口形成过程与形貌分析 111
    3.1.1  疲劳断口形成与断口宏观形貌特征 111
    3.1.2  宏观形貌对失效原因提供的信息 113
    3.1.3  疲劳断口微观形貌特征及对失效原因提供的信息 116
    3.1.4  疲劳断口宏观形貌与微观形貌间的关系 117
    3.2  疲劳断口定量分析 125
    3.2.1  利用宏观断口进行定量分析 125
    3.2.2  利用微观断口形貌特征(疲劳条纹间距)进行定量分析 126
    3.3  疲劳图在疲劳失效分析中的应用 133
    3.4  利用材料表面技术提高疲劳强度 137
    3.5  疲劳断裂实际案例 140
    3.5.1  案例1——柴油机中盘簧断裂原因分析 140
    3.5.2  案例2——柴油机气缸水套失效分析及对策 143
    3.5.3  案例3——E4G15B排气凸轮轴台架试验
    出现裂纹现象的原因分析 148
    3.5.4  案例4——澳车SDA1-005主发电机风扇叶片断裂 175
    习    题 195
    参考文献 198
    第4章  磨损失效 199
    4.1  磨损与摩擦力 199
    4.2  磨损机理 201
    4.2.1  黏着磨损机理 201
    4.2.2  磨粒磨损机理 203
    4.2.3  腐蚀磨损 203
    4.3  判断磨损机理的方法 208
    4.3.1  黏着磨损失效磨损面形貌特征 208
    4.3.2  磨粒磨损失效磨损面形貌特征 210
    4.3.3  微动磨损磨面的形貌 213
    4.4  实际案例——反击式破碎机锤头耐磨性偏低分析 214
    习    题 220
    参考文献 221
    第5章  失效案例分析 222
    5.1  案例1——柴油机“机破”事故分析 222
    5.2  案例2——车钩用E级钢拉伸样品形成非正常断口的原因分析 229
    5.3  案例3——铁路Ⅱ型弹条制造过程中裂纹分析 237
    5.4  案例4——压力容器罐体表面裂纹分析 241
    5.5  案例5——高速轧钢机用轧辊表面剥落原因分析 253
    5.6  案例6——镀金铍青铜导电弹簧断裂分析 257
    5.7  案例7——深层渗碳轴承柱表面剥落原因分析 263
    5.8  案例8——TDK空压机机破事故分析 268
    5.9  案例9——K3SH型减速器轴承座断裂原因分析 282
    5.10  案例10——汽车离合器圆柱压缩螺旋弹簧断裂原因分析 296
    习    题 306
    附录A  应力集中系数图与表 312
    附录B  材料性能数据 320
    附录C  大型构件不同位置疲劳条纹照片 322
    ...查看更多
  2. 蒋小松,西南交通大学副教授;主要从事粉末冶金、金属基复合材料与异种材料连接研究;主持国家自然科学基金青年基金等纵向项目多项;杨川,西南交通大学教授;主要研究方向为金属材料与热处理;

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