断裂力学及断裂物理PDF电子书下载

第一篇 弹性力学基础 1

第一章 弹性力学的研究内容及方法 1

1.1 弹性力学的研究内容及方法 1

1.2 基本假设 2

1.3 外力、内力及应力 4

1.4 通用的记号与正负号 6

思考题与练习题 11

第二章 应力分析 12

2.1 平衡微分方程 12

2.2 任意斜面上的应力和应力边界条件 16

2.3 坐标变换 19

2.4 主平面主应力和主方向 21

思考题与练习题 23

3.1 位移和位移分量 25

第三章 应变分析 25

3.2 应变分量及几何方程 27

3.3 转动分量 31

3.4 一点的应变状态 34

3.5 坐标变换 40

3.6 体积应变 42

3.7 相容方程（变形连续方程） 43

思考题与练习题 45

第四章 应力和应变的关系 47

4.1 广义虎克定律 47

4.2 弹性应变能函数 48

4.3 弹性矩阵 53

4.4 各向同性体的虎克定律 57

思考题与练习题 61

5.1 弹性力学的基本方程 62

第五章 弹性力学问题的求解 62

5.2 边界条件 64

5.3 弹性力学问题的求解 65

5.4 圣维南原理 73

5.5 线性叠加原理 74

5.6 解的唯一性定理 75

思考题与练习题 75

第六章 平面问题 76

6.1 平面应变问题及基本方程 76

6.2 平面应变问题的按应力求解 81

6.3 平面应力问题及基本方程 82

6.4 平面应力问题的按应力求解 85

6.5 Airy应力函数与双调和方程 86

思考题与练习题 89

7.1 断裂力学的产生与发展 91

第二篇 断裂力学 91

第七章 断裂的基本概念 91

7.2 复变函数的基本知识 93

7.3 裂纹及类型 96

7.4 完整晶体的理论强度 98

7.5 Griffith裂口理论 101

思考题与练习题 105

第八章 线弹性断裂力学——应力场强度因子断裂理论 106

8.1 断裂力学平面问题的求解 106

8.2 Westergaard应力函数 108

8.3 双向拉伸的Ⅰ型裂纹问题 112

8.4 单向拉伸条件下Ⅰ型裂纹顶端的应力与应变 121

8.5 应力场强度因子K1及裂纹体断裂韧性K1c 124

8.6 Ⅰ型裂纹顶端塑性区及K1的塑性修正 130

8.7 Ⅱ型、Ⅲ型裂纹的应力场及应力场强度因子 143

思考题与练习题 149

第九章 线弹性断裂力学——能量平衡断裂理论 151

9.1 裂纹扩展的能量（释放）率 151

9.2 G1与K1的关系 158

9.3 G1的力学标定 162

思考题与练习题 163

第十章 弹塑性断裂力学——裂纹顶端张开位移COD 164

10.1 大范围屈服问题与裂纹顶端张开位移COD 164

10.2 线弹性条件下的裂纹顶端张开位移 166

10.3 弹塑性条件下的裂纹顶端张开位移 169

10.4 COD判据的工程应用 176

思考题与练习题 178

11.1 J积分的回路积分定义 179

第十一章 弹塑性断裂力学——J积分理论 179

11.2 J积分的守恒性 181

11.3 裂纹顶端应力、应变场与J积分判据 186

11.4 J积分的形变功率定义 189

11.5 J积分的物理意义 197

思考题与练习题 199

第十二章 断裂韧性的测试原理 200

12.1 平面应变断裂韧性K1c的测试原理 200

12.2 裂纹顶端张开位移δc的测试原理 209

12.3 J1c的测试原理 213

思考题与练习题 215

第三篇 金属材料的断裂物理 217

第十三章 断裂类型 217

13.1 材料的断裂问题 217

13.2 断裂的分类 218

13.3 理论断裂强度与Griffith裂口理论 222

思考题与练习题 224

第十四章 断口分析 225

14.1 断口分析的意义与方法 225

14.2 金属材料的宏观断口分析 228

14.3 金属断口的微观形貌特征——解理断裂与沿晶断裂 232

14.4 金属断口的微观形貌特征——剪切断裂 239

思考题与练习题 244

第十五章 裂纹的形成及扩展的断裂理论 245

15.1 断裂的应力条件 245

15.2 裂纹在承受应力情况下的位错模拟 247

15.3 Bilby-Cottrell-Swinden模型 250

15.4 解理裂纹形成的位错塞积理论 256

15.5 解理裂纹的形成及扩展的位错反应理论 258

15.6 脆性裂纹的失稳扩展 263

15.7 裂纹扩展途径 268

思考题与练习题 271

第十六章 疲劳断裂 272

16.1 疲劳断裂现象 272

16.2 高周疲劳与低周疲劳 275

16.3 疲劳断口形貌特征 280

16.4 构件疲劳过程中的组织结构变化 284

16.5 疲劳裂纹的萌生 286

16.6 疲劳裂纹的扩展 290

16.7 疲劳裂纹的扩展速率 294

16.8 恒幅应力循环疲劳裂纹扩展寿命的估算 300

16.9 累积损伤理论与变幅循环疲劳寿命 302

思考题与练习题 305

参考文献 306