植物材料（木、竹）断裂力学PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 断裂力学产生简史 1

1.2 材料力学与断裂力学 2

1.3 木材断裂力学及研究进展 3

1.3.1 对木质材料强度的预测 3

1.3.2 断裂力学结合声发射技术在分析木材裂纹扩展机制上的应用 5

1.3.3 国内在木材断裂力学领域的研究进展 6

1.3.4 竹材断裂性质的研究 6

1.4 本书的主要内容 7

参考文献 8

第2章 木材构造的力学特征及应力应变关系 12

2.1 木材构造的力学特征 12

2.2 固体材料的应力应变关系 13

2.3 工程弹性常数 15

2.4 木材的工程弹性常数 16

2.5 平面应力与平面应变的概念 17

2.5.1 等厚平板与平面应力 17

2.5.2 长柱体与平面应变 18

2.5.3 平面问题的应力应变关系 18

2.6 木材弹性系数的测定 20

2.6.1 电测法测试木材弹性系数简介 20

2.6.2 数字散斑相关方法测试木材弹性系数简介 22

2.6.3 弹性常数的限制 24

参考文献 25

第3章 木材顺纹理断裂 27

3.1 引言 27

3.2 线弹性断裂力学的原理 27

3.2.1 裂纹及特征 27

3.2.2 应力强度因子K及K准则 28

3.2.3 能量释放率G及G准则 30

3.2.4 K与G关系 31

3.3 各向异性材料断裂力学 34

3.4 线弹性断裂力学在木材中应用的特殊性 37

3.5 木材顺纹理断裂应力强度因子KIC 39

3.5.1 测试应力强度因子的基本方法 39

3.5.2 不同厚度下CT试件的KTL IC 41

3.5.3 不同裂纹长度下WOL试样的KTL IC 44

3.6 能量法测试木材顺纹断裂韧性GTL IC 45

3.6.1 试材与试样 46

3.6.2 DCB试验与结果 46

3.6.3 木材顺纹开裂能量释放率（GIC）与临界应力强度因子（KIC）的关系 49

3.7 应用分形理论研究木材顺纹理断裂 54

3.7.1 引言 54

3.7.2 分形原理 54

3.7.3 实验与分析 56

3.7.4 顺纹理断面分维数与断裂韧性的关系 59

3.8 木材顺纹理Ⅲ型断裂性质 60

3.8.1 引言 60

3.8.2 试材与方法 61

3.8.3 实验与结果 62

3.9 本章小结 63

参考文献 64

第4章 木材横纹理断裂 67

4.1 引言 67

4.2 木材横纹理裂纹尖端应力场分析 68

4.3 横纹理裂纹开裂方向 73

4.4 木材启裂时临界应力强度因子的测试 74

4.4.1 试材和测试方法 74

4.4.2 启裂断裂韧性KTL IC的测试与计算结果 75

4.5 横纹理裂纹对木材常规强度的影响 78

4.5.1 含垂直纹理裂纹时的抗弯强度 79

4.5.2 含垂直纹理裂纹时的冲击韧性 81

4.5.3 含垂直纹理裂纹时的顺纹抗拉强度 83

4.6 木梁Ⅰ型层裂和木胶合板弯曲脱层损伤中的应变能释放率 85

4.7 本章小结 88

参考文献 89

第5章 木材裂尖应力场的有限元分析和开裂方向预测 90

5.1 材料与方法 90

5.1.1 材料与基础数据 90

5.1.2 断裂分析模型 91

5.2 裂纹尖端应力场 92

5.2.1 Mises应力场 92

5.2.2 垂直和平行原裂纹面的σy、σx应力场 93

5.2.3 开裂方向预测 96

5.3 对木材界面强度与韧性的讨论 99

5.4 本章小结 101

参考文献 101

第6章 木材损伤断裂过程的声发射特性分析与Felicity效应 102

6.1 引言 102

6.2 木材损伤与木材细观损伤基本构元 103

6.3 材料、设备与方法 105

6.3.1 试材与试样 105

6.3.2 设备 105

6.3.3 AE研究方法 106

6.4 实验结果与分析 106

6.4.1 弯曲试验 106

6.4.2 产生纯Ⅰ型层间损伤的DCB试验与产生胞壁屈曲与塌溃损伤的压缩试验 112

6.4.3 木材不同损伤类型的声发射特征 112

6.5 Felicity效应 113

6.6 本章小结 114

参考文献 115

第7章 竹结构的力学特征与组分力学性质 117

7.1 引言 117

7.2 竹结构的力学特征 118

7.3 竹材组分的力学性质 120

7.3.1 混合律方法 120

7.3.2 单束纤维测试方法 123

7.3.3 拉伸破坏的断口分析 126

7.4 毛竹节间材与节部材的构造与强度差异研究 127

7.4.1 材料与方法 127

7.4.2 竹节与节间材的结构差异 128

7.4.3 竹节与节间材的强度差异 129

7.5 本章小结 133

参考文献 134

第8章 竹材的层间断裂性质 135

8.1 引言 135

8.2 竹材的Ⅰ型层裂性质 135

8.2.1 试验原理 135

8.2.2 试样与方法 136

8.2.3 结果与分析 138

8.2.4 Ⅰ型断面分析 140

8.3 竹材的Ⅱ型层间断裂 141

8.3.1 试验原理 141

8.3.2 试材与方法 143

8.3.3 结果与分析 145

8.4 本章小结 147

参考文献 147

第9章 竹材横向断裂的物理模型与能量吸收机制 150

9.1 引言 150

9.2 竹材横向断裂的特征 151

9.3 竹材韧性断裂的能量吸收机制 153

9.3.1 对增强体的力学简化 154

9.3.2 基本组织的变形和开裂 155

9.3.3 界面脱黏分离 155

9.3.4 纤维断裂及断后应力重新分布 157

9.3.5 竹纤维束抽拔 158

9.3.6 实例计算 159

9.4 横断面分析 162

9.5 本章小结 162

参考文献 163