结构中的断裂与疲劳控制 断裂力学的应用PDF电子书下载

第一章　对结构断裂和疲劳的认识 1

1.1　历史 1

1.2　缺口韧性试验 8

1.3　脆性断裂的设计考虑 14

1.4　断裂力学 17

1.5　疲劳和应力腐蚀裂纹的扩展 26

1.6　疲劳判据 29

1.7　断裂控制设计 30

参考文献 31

第二章 带裂纹元件的应力分析 34

2.1　引言 34

2.2　线弹性断裂力学 34

2.3　应力强度因子公式 38

2.4　裂纹顶端的变形 48

2.5　应力强度因子的叠加 50

2.7　应力强度因子与断裂韧性之间的关系 51

2.6　裂纹张开位移（COD） 51

参考文献 52

附录 53

第三章 KIc和KId的测试 56

3.1　概论 56

3.2　KIc试验方法的背景 58

3.3　试样尺寸要求 62

3.4　KIc试验程序 69

3.5　典型KIc试验结果 84

3.6　低温KIc试验 89

3.7　KId动态断裂试验 89

参考文献 99

第四章 温度，加载速率和板厚对断裂韧性的影响 101

4.1　引言 101

4.2　平面应变转变温度特性 102

4.3　厚度（约束）和缺口锐度对断裂韧性的影响 108

4.4　温度和加载速率对KIc,KId的影响 118

4.5　结构钢的典型KIc和KId结果 125

4.6　结构钢加载速率的变化 140

参考文献 151

第五章　断裂力学设计 152

5.1　引言 152

5.2　最后破坏的一般断裂力学设计程序 156

5.3　设计选择材料 163

5.4　直径260in发动机壳破坏设计分析 166

5.5　设计举例——高强度钢制压力容器的选材 171

参考文献 183

第六章 KIc或KId与其他断裂韧性试验的关系 184

6.1　概述 184

6.2　其他断裂韧性试样 186

6.3　KIc-CVN上平台关系 194

6.4　转变温度区的KIc-CVN关系 197

6.5　用CVN冲击数据估计整个K Ic曲线 205

6.6　NDT温度下的KId 208

6.7　用预裂的CVN冲击试验结果确定KId 210

6.8　NDT-DT-CVN-KIc的关系 216

6.9　CVN横向伸长率 222

参考文献 226

第七章 疲劳裂纹的形成 229

7.1　引言 229

7.2　断裂力学方法 231

7.3　应力集中附近的应力场 232

7.4　应力集中对疲劳裂纹形成的影响 234

7.5　疲劳裂纹形成门槛值与拉伸特性的关系 240

7.6　不扩展的疲劳裂纹 246

7.7　有限疲劳裂纹形成寿命特性 250

参考文献 253

第八章 等幅交变载荷下的疲劳裂纹扩展 256

8.1　引言 256

8.2　马氏体钢 260

8.3　铁素-珠光体钢 263

8.4　奥氏体不锈钢 264

8.5　钢的讨论 266

8.6　铝合金和钛合金 268

8.7 平均应力对疲劳裂纹特性的影响 271

8.8　循环频率和波形的影响 273

8.9　应力集中对疲劳裂纹扩展的影响 276

8.10　钢焊接件中的疲劳裂纹扩展 277

8.11　不均匀性对疲劳裂纹扩展的影响 281

8.12　疲劳速率转变的重要性 284

8.13　设计举例 285

参考文献 291

第九章 变幅载荷波动下的疲劳裂纹扩展速率 294

9.1　引言 294

9.2　应力历程 294

9.3　概率密度分布 296

9.4　在变幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展速率 300

9.5　一个或几个高载荷波动 300

9.6　变幅载荷波动 302

9.7　各种钢的疲劳裂纹扩展 308

9.8　在各种单峰分布曲线下的疲劳裂纹扩展 312

参考文献 315

第十章 应力腐蚀开裂 317

10.1 引言 317

10.2　断裂力学方法 317

10.3　试验方法 318

10.4 KIscc——一个材料参数 325

10.5　KIscc数据的有效性 328

10.6　一般的观察结论 331

10.7　裂纹扩展速率试验 337

10.8　成分和外加电位的影响 339

参考文献 342

第十一章　腐蚀疲劳 346

11.1 引言 346

11.2　一般特性 346

11.3　低于KIscc的腐蚀疲劳特性 348

参考文献 372

12.1 引言 375

第十二章　断裂准则 375

12.2　性能的一般标准 377

12.3　加载速率的重要性 386

12.4　破坏的后果 392

12.5　安全寿命和破损安全 394

12.6　转变温度法 399

第十三章 各种缺口韧性准则举例 404

13.1　引言 404

13.2　船用钢的15ft-1b CVN冲击准则 406

13.3　加载速率移位准则 410

13.4　断裂分析图解（FAD） 416

13.5　全厚度屈服准则 420

13.6　先漏后断准则 428

13.7　比例分析图解（RAD） 436

13.8　总结 445

参考文献 448

14.1　引言 451

第十四章　断裂控制设计 451

14.2　历史 456

14.3　断裂控制设计 459

14.4　综合的断裂控制设计 477

参考文献 482

第十五章 断裂控制设计举例 483

15.1　引言 483

15.2　压力容器研究委员会（PVRC）对核电站部件铁素体材料的韧性要求 484

15.3　美国国家公路与运输人员协会（AASHTO）对钢桥的材料韧性要求 499

15.4　对焊接船体所推荐的断裂控制指南 511

15.5　对浮动核电站工作台所推荐的断裂控制设计 531

15.6 军用飞机结构的断裂控制和结构完整性 550

参考文献 564

第十六章 弹塑性断裂力学 567

16.1　引言 567

16.2　裂纹张开位移（COD） 567

16.3　R-曲线分析 590

16.4 J积分 603

参考文献 612