应用断裂力学PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

应用断裂力学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1断裂力学的产生和发展1

1.2断裂力学的研究对象6

1.3断裂力学的研究内容7

参考文献8

第2章 线弹性断裂力学10

2.1引言10

2.2线弹性裂纹尖端场11

2.2.1含裂纹体平面问题的复变函数解法11

2.2.2无限大板含中心裂纹时的应力场和位移场14

2.3应力强度因子18

2.3.1应力强度因子的定义和物理含意18

2.3.2几种典型裂纹的应力强度因子21

2.3.3有限尺寸对应力强度因子的影响23

2.4能量原理26

2.4.1能量释放率26

2.4.2能量释放率G的计算或确定28

2.4.3能量释放率G与应力强度因子K的关系30

2.5脆性断裂的K准则31

2.5.1断裂韧度32

2.5.2脆性断裂与准脆性断裂33

2.6裂纹顶端的塑性区34

2.6.1 Irwin塑性区模型35

2.6.2应力松弛的修正35

2.6.3等效裂纹长度与应力强度因子的修正36

2.6.4 Dugdale模型37

2.6.5塑性区形状39

2.6.6平面应力状态和平面应变状态的对比43

2.6.7塑性约束系数46

2.6.8厚度效应47

2.7平面应力断裂和R曲线50

2.8平面应力问题的工程概念54

2.8.1表观断裂韧性54

2.8.2 Feddersen分析方法55

习题57

参考文献57

第3章 应力强度因子的各种计算方法58

3.1普遍形式的复变函数法58

3.1.1 Kolosov-Muskhelishvili应力函数58

3.1.2Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹的应力强度因子59

3.1.3复变函数法的特点与应用范围61

3.2边界配置法61

3.2.1 Williams应力函数62

3.2.2边界配置过程63

3.2.3边界配置法的特点64

3.3有限元法64

3.3.1直接法65

3.3.2间接法72

3.4权函数法73

3.4.1二维裂纹问题的权函数解法74

3.4.2裂纹面位移的求解74

3.4.3权函数的确定76

3.4.4应力强度因子的求解77

3.4.5应用实例79

3.4.6三维裂纹问题的权函数解法81

3.5能量差率解法81

3.5.1应力强度因子与裂纹张开位移的关系82

3.5.2能量差率方程83

3.5.3微分方程的封闭解85

3.5.4裂纹张开位移模态86

3.6叠加法和组合法87

3.6.1叠加法88

3.6.2组合法89

习题91

参考文献92

第4章 复合型脆性断裂94

4.1概述94

4.2最大环向拉应力理论94

4.3能量释放率理论97

4.4应变能密度因子理论99

4.5复合型脆性断裂的工程判据107

习题109

参考文献110

第5章 弹塑性断裂力学111

5.1引言111

5.2 J积分理论111

5.2.1 J积分定义及其守恒性112

5.2.2线弹性条件下J积分与K和G的关系114

5.2.3 J积分的能量表达式116

5.2.4裂纹尖端弹塑性场——渐近解123

5.2.5 J主导和J控制裂纹扩展125

5.2.6 J积分准则及其应用127

5.3裂纹顶端张开位移（COD）128

5.3.1 COD定义129

5.3.2 COD准则130

5.3.3按Irwin塑性区求COD131

5.3.4 Dugdale模型与裂纹张开位移132

5.3.5 COD设计曲线135

5.4 J积分与COD的关系137

5.5稳定扩展的裂纹137

5.5.1 J阻力曲线和撕裂模量138

5.5.2裂纹尖端张开角142

习题144

参考文献145

第6章 动态断裂力学基础147

6.1概述147

6.2裂纹扩展速度和动能147

6.3裂纹快速扩展的力学参数149

6.3.1动态应力强度因子149

6.3.2动态能量释放率151

6.3.3 Gdyn （t）和K dyn （t）的关系152

6.3.4动态围路积分JdynI153

6.4裂纹的动态起始扩展154

6.5动态断裂韧度和快速扩展断裂判据156

6.5.1动态断裂韧度156

6.5.2裂纹快速扩展断裂判据158

6.5.3裂纹快速扩展的预测158

6.6裂纹的分岔160

6.6.1能量释放率判据160

6.6.2应变能密度因子判据161

6.6.3应力强度因子判据161

6.7快速扩展裂纹的止裂162

6.7.1止裂理论中的动态观点162

6.7.2止裂理论中的准静态观点163

6.7.3能量的观点164

习题165

参考文献166

第7章 断裂力学实验168

7.1平面应变断裂韧度KIc的测试168

7.1.1测试原理和方法168

7.1.2试样和试验装置169

7.1.3试验程序171

7.1.4试验结果处理和KIc有效性判断172

7.2表面裂纹断裂韧度KIe的测试173

7.2.1测试原理和方法173

7.2.2试样175

7.2.3 KIe有效性判断175

7.2.4 KIe的应用175

7.3平面应力断裂韧度Kc的测试176

7.3.1 [COD]法176

7.3.2 R曲线法178

7.4应力强度因子K的柔度标定法179

7.4.1柔度标定法的原理180

7.4.2柔度标定法的具体步骤180

7.5临界裂纹张开位移δc的测试181

7.5.1测试原理和方法181

7.5.2 Vc和δc的换算关系182

7.5.3临界点的确定183

7.5.4确定起裂点的电位法183

7.6临界J积分值J Ic的测定184

7.6.1单试样法测试J Ic184

7.6.2 JR阻力曲线法186

习题190

参考文献190

第8章 疲劳裂纹扩展191

8.1概述191

8.1.1疲劳破坏的特点191

8.1.2疲劳裂纹扩展机理和裂纹扩展过程191

8.2恒幅疲劳载荷下裂纹的扩展规律193

8.2.1疲劳裂纹扩展速率的概念193

8.2.2疲劳裂纹扩展规律194

8.2.3疲劳裂纹扩展速率的实验研究194

8.2.4疲劳裂纹扩展速率的表达式195

8.3影响疲劳裂纹扩展的主要因素197

8.3.1应力比R（或平均应力σm）的影响197

8.3.2环境影响201

8.3.3加载频率的影响203

8.3.4材料厚度的影响203

8.3.5应力强度因子变程△K很高和很低时裂纹扩展速率的特点204

8.3.6超载的影响205

8.4变幅载荷下裂纹扩展分析205

8.4.1变幅载荷下疲劳裂纹扩展的特点205

8.4.2考虑超载迟滞效应的计算模型209

8.4.3裂纹扩展寿命的计算216

8.5小裂纹疲劳扩展的特点217

8.5.1小（短）裂纹的定义和疲劳裂纹扩展的特点217

8.5.2小裂纹扩展速率的工程估算方法219

8.5.3疲劳全寿命预测方法简介222

8.6应变疲劳225

习题226

参考文献227

第9章 应力腐蚀开裂与腐蚀疲劳裂纹扩展229

9.1引言229

9.2应力腐蚀开裂和应力腐蚀裂纹扩展的特征229

9.2.1历史回顾229

9.2.2应力腐蚀开裂230

9.2.3应力腐蚀开裂的三要素230

9.2.4应力腐蚀裂纹扩展速率232

9.2.5应力腐蚀开裂控制措施238

9.3腐蚀疲劳裂纹扩展238

9.3.1腐蚀疲劳238

9.3.2腐蚀疲劳裂纹扩展的特点239

9.3.3腐蚀疲劳裂纹扩展速率的计算243

9.3.4腐蚀疲劳裂纹扩展寿命的计算245

9.3.5腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验246

9.3.6抗腐蚀疲劳开裂设计247

习题248

参考文献248

第10章 断裂力学在金属结构设计中的应用249

10.1飞机结构损伤容限设计249

10.1.1损伤容限设计概念249

10.1.2结构损伤容限设计要求和损伤容限结构类型251

10.1.3损伤容限设计的内容和步骤256

10.1.4损伤容限设计实例263

10.2焊接结构断裂安全设计278

10.2.1焊接结构的特点279

10.2.2焊接结构脆断的断裂力学分析281

10.2.3焊接结构（零件或构件）疲劳裂纹扩展寿命估算286

10.2.4焊接结构的脆断温度286

10.3压力容器与管子的断裂安全设计288

10.3.1概述288

10.3.2压力容器的脆性断裂289

10.3.3压力容器的韧性断裂292

10.3.4破裂前渗漏设计293

10.4飞机金属结构耐久性设计297

10.4.1耐久性设计概念297

10.4.2断裂力学在耐久性设计中的应用299

习题305

参考文献305

第11章 复合材料损伤与断裂306

11.1复合材料损伤与损伤特性306

11.2断裂力学在复合材料中的应用316

11.2.1各向异性材料断裂力学317

11.2.2各向异性和正交各向异性弹性力学基本方程317

11.2.3含裂纹复合材料板裂纹尖端附近应力场和位移场320

11.2.4不同材料的界面附近或界面上的裂纹322

11.2.5能量释放率G及J积分325

11.2.6复合材料的断裂韧度测定326

11.3复合材料结构的剩余强度分析328

11.3.1拉伸载荷情况下的结构剩余强度分析328

11.3.2复合材料层板冲击损伤及剩余强度估算331

11.4分层损伤336

11.4.1层间应力336

11.4.2层间断裂力学337

11.4.3含分层层压板的剩余强度估算338

11.4.4分层损伤扩展分析342

11.5复合材料结构的疲劳特性345

11.5.1复合材料层压板的疲劳特性345

11.5.2疲劳寿命估算方法345

习题349

参考文献349

附 录 动态断裂分析中常用到的弹性波350