理论与应用断裂力学PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1断裂力学简介 1

1.1.1断裂力学及其历史发展 1

1.1.2断裂力学的未来发展 3

1.2断裂力学的几个基本概念 4

1.2.1裂纹的分类 4

1.2.2远场与近场 4

1.2.3远场条件与近场条件 5

1.2.4对称与反对称条件 5

1.2.5界面连续性条件 6

1.2.6局部解与全场解 6

1.2.7准静态定常扩展裂纹与动态定常扩展裂纹 6

1.3平面弹性基本理论与方法 7

1.3.1两类平面弹性问题 7

1.3.2平面弹性基本方程与边界条件 7

1.3.3平面弹性问题的解法 11

参考文献 21

第二章 线弹性裂纹尖端场 25

2.1 Williams解法 25

2.1.1 Ⅰ型、Ⅱ型裂纹尖端场 25

2.1.2 Ⅲ型裂纹尖端场 29

2.2 Westergaard应力函数解法 32

2.2.1 Ⅰ型裂纹问题 32

2.2.2 Ⅱ型裂纹问题 36

2.2.3 Ⅲ型裂纹问题 38

2.3积分变换解法 39

2.3.1 Ⅰ型裂纹的积分变换解 39

2.3.2 Ⅱ型裂纹的积分变换解 44

2.3.3Ⅲ型裂纹的积分变换解 46

2.4边界配置法 48

2.4.1裂纹面自由的边界配置法 49

2.4.2裂纹面承受均布载荷时的边界配置法 52

2.5.1塑性区形状和尺寸 56

2.5裂纹尖端区小范围屈服近似修正 56

2.5.2裂纹尖端塑性区的近似修正 59

参考文献 60

第三章 线弹性断裂准则体系 61

3.1应力强度因子准则 61

3.1.1应力强度因子的定义 61

3.1.2裂纹失稳扩展的应力强度因子准则 62

3.2.1脆性材料的能量释放率 63

3.2能量释放率准则 63

3.2.2能量释放率脆断准则 64

3.2.3塑性材料断裂韧性的能量指标 64

3.2.4能量释放率与应力强度因子的关系 65

3.3混合型脆断准则 66

3.3.1最大拉应力准则 67

3.3.2最大能量释放率准则 68

3.3.3应变能密度因子准则 69

参考文献 70

4.1.1 Paris公式 71

第四章 基于断裂力学的疲劳寿命预测 71

4.1疲劳裂纹扩展速率 71

4.1.2 Forman公式 73

4.1.3考虑超载效应的裂纹扩展速率 74

4.1.4考虑加载频率影响的裂纹扩展速率 74

4.1.5腐蚀环境下的裂纹扩展速率 75

4.2疲劳裂纹扩展寿命预测 78

4.2.1疲劳寿命预测公式 78

4.2.2疲劳性能参数C、m的确定 79

4.2.3几何修正因子Y的计算 79

参考文献 79

第五章 弹塑性断裂力学 80

5.1 COD理论 80

5.1.1裂纹尖端屈服区的简化模型 80

5.1.2弹塑性断裂的COD理论 82

5.2 J积分理论 83

5.2.1 J积分的定义 83

5.2.2 J积分的守恒性 84

5.2.4 J积分与应力强度因子KI、能量释放率GI的关系 85

5.2.3 J积分与COD的关系 85

5.2.5 J积分准则 87

5.3弹塑性断裂力学的HRR理论 87

5.3.1基本方程 87

5.3.2控制方程 89

5.3.3确定特征值λ 90

5.3.4控制方程的求解 92

5.4.1幂硬化材料定常扩展Ⅰ型裂纹尖端场 93

5.4准静态定常扩展裂纹尖端场的渐近分析 93

5.4.2弹粘塑性材料准静态定常扩展裂纹尖端场 95

参考文献 99

第六章 界面断裂力学 102

6.1弹性双材料界面裂纹尖端场 103

6.1.1 Ⅰ型和Ⅱ型界面裂纹尖端场的Rice解 103

6.1.2 Ⅲ型界面裂纹尖端场的Williams解 106

6.2.1接触区模型 107

6.2界面裂纹尖端场振荡奇异性的消除方法 107

6.2.2界面层模型 108

6.3界面斜交裂纹问题 109

6.3.1界面斜交的平面裂纹问题 109

6.3.2界面斜交的反平面裂纹问题 112

6.4界面垂直裂纹问题的弹塑性分析 113

6.4.1力学模型 113

6.4.2平面应力问题 114

6.4.3平面应变问题 115

6.4.4定解条件 116

6.4.5裂纹尖端场的数值解 118

6.5弹塑性界面裂纹 125

6.5.1力学模型 125

6.5.2控制方程 126

6.5.3定解条件 127

6.6幂律蠕变材料准静态定常扩展界面裂纹的渐近分析 129

6.6.1力学模型 129

6.6.2控制方程 130

6.6.3定解条件 131

6.6.4数值计算 133

6.6.5基于混合解法的渐近分析方法 133

参考文献 136

第七章 功能梯度材料断裂力学 138

7.1平面裂纹基于应力函数解法的积分变换法 138

7.1.1平面裂纹基于应力函数解法的控制方程 138

7.1.2功能梯度材料与传统均匀材料裂纹问题的异同 141

7.1.3基于应力函数解法的Fourier逆变换形式解 142

7.1.4奇异积分方程的导出与求解 145

7.1.5应力强度因子与能量释放率 149

7.2平面裂纹基于位移解法的积分变换法 150

7.2.1平面裂纹基于位移解法的控制方程 150

7.2.2基于位移解法的Fourier逆变换形式解 151

7.2.3奇异积分方程的导出与求解 153

7.3.1力学模型 156

7.3功能梯度材料板条反平面裂纹 156

7.3.2奇异积分方程的导出与求解 157

7.3.3数值结果与讨论 160

7.4功能梯度涂层界面裂纹 163

7.4.1力学模型 163

7.4.2位移场的Fourier变换解 163

7.4.3奇异积分方程及其求解 166

7.4.4数值结果 168

7.5.1界面层的基本方程 171

7.5功能梯度界面层模型 171

7.5.2积分方程组 174

7.5.3应力强度因子 175

7.5.4算例和讨论 176

7.6功能梯度涂层弱（微）间断界面的冲击断裂分析 180

7.6.1力学模型 181

7.6.2奇异积分方程的导出与求解 181

7.6.3数值结果与讨论 183

参考文献 190