断裂力学PDF电子书下载

第一章　绪论 1

1.1　从材料力学到断裂力学 1

1.2　裂纹的分类及其扩展形式 5

一、裂纹的分类 5

二、裂纹扩展的三种基本形式 5

1.3　应力强度因子和断裂韧性 6

一、应力强度因子 7

二、断裂韧性 9

1.4　裂纹失稳扩展的条件——断裂判据 10

习题 12

第二章　弹性力学与裂纹尖端附近的弹性应力场 13

2.1　弹性力学的某些概念 13

一、应力分量 13

二、平面应力问题与平面应变问题 14

2.2　弹性力学平面问题的基本方程 16

一、平衡微分方程 16

二、应变分量 几何方程 相容条件 18

三、物理方程 20

2.3　按应力求解弹性力学平面问题 22

一、用应力表示相容条件 23

二、应力函数 24

三、极坐标中的应力分量和相容方程 26

2.4　裂纹尖端附近弹性应力场的半逆解法 26

一、无限大板Ⅰ型裂纹问题 27

二、无限大板Ⅱ型裂纹问题 29

三、无限大板Ⅲ型裂纹问题 30

四、直角坐标中裂纹尖端附近的应力场和位移场 31

习题 34

第三章　线弹性断裂力学 35

3.1　应力奇异性和应力强度因子 35

3.2　关于应力强度因子的一些结果 38

一、二维问题 39

二、三维问题 46

3.3　叠加原理的应用 53

3.4　光弹性实验测定应力强度因子 57

一、向径法 59

二、面积法 59

三、弧长法 60

3.5　裂纹前缘的塑性区K1的修正 60

一、屈服判据 61

二、裂纹前缘的塑性区 62

三、应力松弛对塑性区大小的影响 69

四、K1的塑性区修正 71

3.6　裂纹扩展的能量原理 75

一、弹性系统的总位能 76

二、Griffith—Orowan理论 77

三、裂纹扩展能量释放率 83

四、Irwin—Kies关系 86

五、裂纹扩展的阻力（R）曲线 89

习题 91

第四章　弹塑性断裂力学 96

4.1　概述 96

一、研究对象及其主要应用领域 96

二、主要的弹塑性断裂理论和分析方法 98

4.2　COD理论 99

一、小范围屈服条件下的δ判据 99

二、大范围屈服条件下的δ判据D—M模型 101

三、全面屈服条件下的δ判据 106

四、容许裂纹尺寸？的计算 108

4.3　J积分理论 109

一、J积分的定义及其守恒性 110

二、J积分与裂纹尖端附近应力应变场强度的关系 111

三、J积分的变形功率定义 113

四、弯曲类型试件的J积分 116

五、J积分和COD的关系 118

4.4　裂纹的稳定扩展 120

习题 122

第五章　复合型裂纹的脆性断裂 125

5.1　复合型裂纹问题概述 125

5.2　最大拉应力理论 126

5.3　能量释放率理论 129

5.4　应变能密度因子理论 134

5.5　工程上应用的近似断裂判据 140

习题 142

第六章　疲劳裂纹扩展 144

6.1　疲劳裂纹扩展规律 144

一、疲劳强度极限 144

二、裂纹扩展特性 146

三、疲劳裂纹的扩展机理 149

6.2　疲劳裂纹扩展速率da/dN 150

一、da/dN与△K的关系 150

二、da/dN的表达式 151

三、影响da/dN的因素 157

6.3　疲劳裂纹扩展寿命估算 159

6.4　低周疲劳 165

一、低周疲劳的特点 165

二、低周疲劳的裂纹扩展寿命 166

习题 169

第七章　断裂韧性测试 171

7.1　平面应变断裂韧性KIC的测试 171

一、试件 172

二、试验装置 180

三、试验步骤 182

四、试验结果的处理 184

7.2　临界J积分的测试 186

一、测试原理 186

二、装置 191

三、试验步骤 191

四、试验结果的处理 194

7.3　临界COD的测试 195

一、测试原理 196

二、装置和试验步骤 198

三、试验结果的处理 199

7.4　疲劳裂纹扩展速率da/dN的测定 200

一、试件的形式和尺寸 201

二、测量裂纹长度的方法 203

三、试验步骤 204

四、试验结果的处理 205

习题 210

第八章　断裂力学的应用 211

8.1　断裂韧性 211

一、铁基合金的冷脆性 211

二、冶金质量的影响 213

三、组织结构的影响 215

四、加工工艺的影响 217

8.2　应力腐蚀 217

一、应力腐蚀临界应力强度因子KIS？C 218

二、应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt 220

三、应力腐蚀构件的安全性和寿命估算 222

8.3　压力容器 222

一、缺陷的简化 222

二、各种工况下的临界裂纹尺寸计算 224

三、压力容器在各种条件下的强度计算 226

四、压力容器的疲劳强度计算 233

习题 233