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第1章 断裂力学的基本概念 1

1.1 断裂与安全设计 1

1.2 低应力脆断与断裂力学 2

1.3 断裂韧性（KIC） 3

1.4 应力场强度因子（KI） 4

1.5 断裂力学的初步应用 5

第2章 线弹性断裂力学 7

2.1 弹性力学基本概念 7

2.1.1 应力分量和应变分量 7

2.1.2 广义胡克定律 9

2.1.3 平面应力与平面应变 9

2.2 裂纹附近的应力场和应力场强度因子 11

2.2.1 三种裂纹组态 11

2.2.2 裂纹尖端附近应力场 11

2.2.3 应力场强度因子KI 12

2.3 裂纹尖端塑性区 13

2.3.1 屈服判据 14

2.3.2 裂纹尖端屈服区大小 15

第3章 弹塑性断裂力学 18

3.1 J积分理论 18

3.1.1 J积分定义 18

3.1.2 J积分与裂纹尖端应力应变场的关系 20

3.1.3 临界J积分（JIC） 21

3.2 COD理论 21

3.2.1 COD定义 21

3.2.2 D-M模型 21

3.2.3 COD判据的工程应用 23

3.2.4 全屈服断裂的COD分析 24

第4章 压力容器与管道缺陷安全评定 29

4.1 断裂力学在压力容器中的应用概述 29

4.1.1 断裂力学在工程中的应用 29

4.1.2 结构完整性技术 30

4.1.3 合乎使用原则 30

4.2 压力容器缺陷评定 31

4.2.1 缺陷评定一般程序 31

4.2.2 缺陷的规则化与等效化 31

4.2.3 应力应变分析 36

4.2.4 材料性能数据的确定 41

4.2.5 脆断评定 43

4.3 缺陷评定案例分析 45

4.3.1 液化石油气球罐缺陷评定案例 45

4.3.2 热压机蓄势器缺陷评定案例 47

4.3.3 水洗塔缺陷评定案例 48

第5章 金属疲劳及疲劳裂纹扩展 51

5.1 金属疲劳的基本理论 51

5.1.1 疲劳与疲劳失效 51

5.1.2 平均应力对疲劳寿命的影响 53

5.1.3 疲劳硬化与疲劳软化 54

5.1.4 结构疲劳寿命估算方法 55

5.2 疲劳裂纹扩展速率（da/dN） 59

5.3 影响疲劳裂纹扩展速率（da/dN）的因素 61

5.3.1 平均应力的影响 61

5.3.2 超载的影响 61

5.3.3 加载频率（f）的影响 62

5.3.4 温度的影响 63

5.4 压力容器与管道缺陷疲劳评定 63

5.4 1 概述 63

5.4.2 疲劳裂纹扩展评定的基本方程 63

5.4.3 疲劳裂纹扩展量的计算 65

第6章 特种设备常见缺陷 68

6.1 概述 68

6.2 结构缺陷 68

6.3 局部缺陷 71

6.4 腐蚀缺陷 75

6.4.1 化学腐蚀 75

6.4.2 电化学腐蚀 77

第7章 特种设备常规检测方法 80

7.1 宏观检验方法 80

7.2 无损探伤 80

7.3 理化检验 82

7.3.1 力学性能试验 82

7.3.2 化学成分分析 83

7.3.3 金相分析 83

7.3.4 断口分析 83

7.3.5 物质成分分析与结构分析 83

7.3.6 实验应力分析 83

7.4 耐压试验与气密试验 84

7.4.1 耐压试验 84

7.4.2 气密试验 84

第8章 在用压力容器检验与安全状况等级评定 86

8.1 检前准备工作与安全防护 86

8.1.1 原始资料审查 86

8.1.2 制定检验方案（特别针对重大设备装置） 86

8.1.3 检前准备与安全防护 86

8.2 在用压力容器检验 87

8.2.1 年度检验 88

8.2.2 全面检验（内外部检验） 88

8.3 在用压力容器安全状况等级评定 93

8.3.1 安全状况等级划分及含义 93

8.3.2 安全状况等级评定（具体办法） 93

8.4 检验与评定案例 98

第9章 在用压力容器缺陷修复 102

9.1 缺陷修复与安全 102

9.2 缺陷修复程序 102

9.2.1 准备工作 102

9.2.2 常用缺陷修复方法 103

9.3 在用压力容器补焊修复技术 104

9.3.1 补焊准备工作 104

9.3.2 补焊修复技术 105

9.4 补焊修复工程案例——1000m3液化石油气球罐补焊修复 106

9.4.1 基本概况 106

9.4.2 补焊修复方案与焊接工艺试验 107

9.4.3 球罐补焊修复工艺 109

9.4.4 缺陷修复后检验 110

参考文献 111