断裂理论基础PDF电子书下载

绪论 1

1.断裂的晶体学分类——解理断裂与滑移断裂 1

2.断裂的工程学分类——脆性断裂与韧性断裂 3

3.影响材料脆性与韧性的因素 4

4.裂纹的成核与扩展 9

5.Inglis 解与 Griffith 理论 11

6.Orowan 与 Irwin 对 Griffith 理论的解释与发展 14

7.低应力脆性破坏与线性弹性断裂力学 16

8.对裂纹顶端较大范围塑性变形的处理——非线性断裂力学 18

9.对惯性效应的处理——断裂动力学 18

10.断裂力学的应用 19

第一章 二维裂纹的应力分析基础 20

第一节 受拉伸或内压的平面孔洞或裂纹问题 20

第二节 平面孔洞或裂纹的面内剪切 39

第三节 反平面或纵向剪切的孔洞或裂纹 41

第四节 复势法的某些发展 44

第五节 基于 Westergaard 方法的裂纹解 48

第六节 无限平面中的多条裂纹问题的解 51

第七节 裂纹面的位移 57

第八节 平面裂纹解的一般结构——Williams 特征展开 59

第九节 二维裂纹问题的积分变换解 63

第二章 线性弹性断裂力学 73

第一节 断裂模式和裂纹的渐近应力与位移场 73

第二节 应力强度因子和断裂判据 77

第三节 应力强度因子——定义与实例 80

第四节 有限尺寸裂纹体的应力强度因子 88

第五节 确定应力强度因子的其他方法 90

第六节 进一步讨论 K 判据 100

第七节 能量释放率，G 判据 102

第八节 裂纹顶端的塑性区和小范围屈服修正 105

第九节 平面应力裂纹扩展阻力曲线法 111

第三章 三维裂纹问题和线性弹性断裂力学的应用 113

第一节 轴对称三维问题弹性静力学基本方程组 114

第二节 Hankel 积分变换 116

第三节 用 Hankel 变换求解轴对称问题 120

第四节 带圆盘状裂纹的物体在轴对称受力时的解，KⅠ，KⅡ 的计算 123

第五节 非轴对称问题，Muki 解法 134

第六节 带圆盘状裂纹的物体在剪切作用下的解，KⅡ，KⅢ 的计算 138

第七节 带圆盘状裂纹的物体受弯曲作用或弯曲与拉伸联合作用下的解，KⅠ 的计算 147

第八节 带圆盘状裂纹的物体受扭转作用下的解，KⅢ 的计算 154

第九节 带圆盘状裂纹的有限直径柱体受均匀拉伸作用时 KⅠ的近似解 158

第十节 三维问题的一般解，Boussinesq-папкович-Neuber 方法 168

第十一节 受均匀拉伸的椭圆盘状裂纹问题，Green-Sneddon 解 170

第十二节 半椭圆表面裂纹问题 177

第十三节 有限尺寸物体中的三维裂纹问题 181

第十四节 线性弹性断裂力学应用简介 186

第四章 非线性断裂力学——材料非线性效应的处理 189

第一节 裂纹顶端张开位移 190

第二节 Dugdale 模型 191

第三节 大范围和全面屈服情形——半经验公式 197

第四节 J 积分的定义和路径守恒性 198

第五节 线性弹性材料 J 与 G 和 K 的关系 200

第六节 J 与裂纹试样变形能之间的关系的讨论 203

第七节 全量塑性理论的裂纹顶端应力分析的渐近解——HRR 解 205

第八节 J 积分与裂纹顶端应力场和应变场的奇异性 213

第九节 HRR 场的解析解研究 218

第十节 J 积分与张开位移的关系 225

第十一节 平面应力裂纹缓慢扩展 226

第十二节 结论与讨论 233

第五章 断裂动力学——惯性效应的处理 235

第一节 动态效应 235

第二节 裂纹的动态起始扩展 239

第三节 裂纹与弹性波的相互作用 250

第四节 裂纹的快速传播 253

第五节 动态断裂判据与止裂 263

第六节 三维动态断裂研究 266

第六章 数值方法及其应用 272

第一节 边界配置法和常用试样的应力强度因子 272

第二节 二维静态边界积分方程-边界元方法及其在断裂力学中的应用 288

第三节 三维静态边界积分方程-边界元方法及其在断裂力学中的应用 295

第四节 弹性与断裂动力学中的边界积分方程-边界元方法 304

第五节 结论与讨论 311

第七章 非奇异断裂理论探索 312

第一节 一点说明 313

第二节 奇异性断裂力学评价 313

第三节 真实裂纹模型的求解探讨 316

第四节 可能的裂纹扩展判据 319

第五节 结论与讨论 320

第八章 新材料断裂理论 321

第一节 晶体与准晶体 322

第二节 准晶弹性理论框架 324

第三节 准晶的二维裂纹问题 326

第四节 准晶的三维裂纹问题 330

第五节 准晶裂纹动力学问题 335

第六节 准晶线性弹性断裂理论 337

第七节 多胞材料及其性质 337

第八节 多胞材料的连续本构模型 340

第九节 多胞材料的裂纹解——基于内聚力模型 343

第十节 多胞材料平面应力裂纹扩展问题 347

第十一节 结论与讨论 351

第九章 材料分离机制的多层次、多尺度研究 352

第一节 晶体原子间相互作用力 352

第二节 解理断裂的半定量分析——理想晶体的强度 355

第三节 离子晶体断裂的半定量近似分析 358

第四节 体心立方铁(bcc-Fe)Ⅰ 型裂纹的分子动力学模拟 360

第五节 裂纹与位错的相互作用 366

第六节 微裂纹演化成—条主裂纹的非平衡统计力学分析 371

第七节 基于—维链模型的键断裂的量子力学分析 372

第八节 结论与讨论 375

第十章 断裂理论的应用实例详细讨论 376

第一节 工程中结构断裂强度分析的主要步骤 376

第二节 电站大型锻件的断裂分析 377

第三节 铣床主轴断裂分析 381

第四节 长江葛洲坝2号船闸人字门拉杆断裂分析 387

第五节 唐山大地震的主震与强余震破裂形态的断裂力学分析 392

第六节 断层不稳定性以及低应力降现象的断裂理论分析 395

第七节 结论与讨论 400

附录一 弹性理论与塑性理论基本关系 401

A1.1 弹性体变形 401

A1.2 弹性体的应力分析 402

A1.3 曲线坐标系 403

A1.4 应变与应力张量的坐标变换 403

A1.5 应力与应变之间的关系 404

A1.6 弹性力学问题求解途径 405

A1.7 全量塑性力学本构关系 406

A1.8 增量塑性本构关系 408

A1.9 固体变形的几种特殊情形 409

A1.10 弹性动力学与波动 411

附录二 函数论方法及其在二维弹性与裂纹问题中的应用及补充推导 413

A2.1 复变函数基本公式 413

A2.2 平面问题的函数论方法基础 417

A2.3 化边值问题为函数方程 427

A2.4 无限大平面中的孔洞与裂纹的解 435

A2.5 无限平面中构型稍复杂的裂纹 443

A2.6 反平面裂纹问题 448

A2.7 有限尺寸裂纹体和超越函数保角映射 448

A2.8 化裂纹问题为 Riemann-Hilbert 问题 452

A2.9 动态裂纹问题的函数论方法 457

A2.10 准晶裂纹问题的函数论方法 459

附录三 解的积分表示与相关的积分方程及补充推导 463

A3.1 Fourier 变换及其应用 463

A3.2 Laplace 变换及其应用 469

A3.3 Mellin 变换及其卷积 473

A3.4 Hankel 变换及其应用 474

A3.5 Abel 积分方程 477

A3.6 对偶积分方程——Titchmarsh 方法 478

A3.7 对偶积分方程——Copson 解法 486

A3.8 Wiener-Hopf 方法及其在求解一类对偶积分方程中的应用 488

A3.9 联立对偶积分方程组及其应用 493

A3.10 半平面中边界裂纹解的补充推导 500

A3.11 第二类 Fredholm 积分方程的数值解 503

附录四 有关特殊函数的初步资料以及对正文的某些补充计算 505

A4.1 Bessel 函数 505

A4.2 修正 Bessel 函数 509

A4.3 Г-函数 510

A4.4 超几何级数 511

A4.5 椭圆积分与椭圆函数 511

A4.6 椭圆盘状裂纹问题的补充计算 514