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