绪论 1
第一章 线弹性断裂力学概述 3
1-1 裂纹及其对强度的影响 3
1-1-1 裂纹的分类 3
1-1-2 裂纹对材料强度的影响 4
1-2 能量释放率断裂理论 5
1-2-1 Griffith理论 5
1-2-2 Orowan理论 7
1-2-3 能量释放率及其断裂判据 7
1-3 应力强度因子断裂理论 10
1-3-1 裂纹尖端附近处的应力场与位移场 10
1-3-2 应力强度因子断裂判据 13
1-4 G与K的关系 16
1-5 裂纹扩展阻力(R)曲线的概念 18
习题 20
2-1-1 Westergaard应力函数 22
2-1 Ⅰ型裂纹尖端区域的应力场和位移场 22
第二章 裂纹尖端区域的应力场及应力强度因子 22
2-1-2 解析函数Z1(z)的确定 23
2-1-3 裂纹尖端区域的应力场和位移场 24
2-2 Ⅱ、Ⅲ型裂纹尖端区域的应力场和位移场 26
2-2-1 Ⅱ型裂纹尖端区域的应力场和位移场 26
2-2-2 Ⅲ型裂纹尖端区域的应力场和位移场 27
2-3 应力强度因子的确定 29
2-3-1 Ⅰ型裂纹问题的K因子 29
2-3-2 深埋裂纹与表面裂纹问题 34
2-3-3 Ⅱ、Ⅲ型裂纹问题的K因子 37
2-3-4 Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹的应力强度因子 37
2-4 确定应力强度因子的数值方法 40
2-4-1 边界配位法 40
2-4-2 有限单元法 46
2-5 确定应力强度因子的实测法 48
2-5-1 柔度标定法 48
2-5-2 光弹性法 50
2-6 Ⅰ型裂纹尖端的塑性区及K因子的朔性修正 51
2-6-1 小范围屈服下裂纹尖端的屈服区 51
2-6-2 应力松驰对塑性区的影响 53
2-6-3 应力强度因子K1的塑性修正 55
习题 57
第三章 平面应变断裂韧度K1c测试 60
3-1 测定K1c的标准方法 60
3-1-1 标准试样的形状及K1表达式 60
3-1-2 试样尺寸的要求 63
3-1-3 试样裂纹面取向及标记 66
3-1-4 测试装置 67
3-1-5 测试方法 68
3-1-6 试验结果的处理 68
3-1-7 试验报告 74
3-1-8 计算实例 74
3-2 测定K1c的表面裂纹法 75
3-2-2 试样尺寸的要求 76
3-2-1 表面裂纹的K1表达式 76
3-2-3 测试步骤 78
3-2-4 试验结果的处理 79
3-2-5 计算实例 80
习题 81
第四章 复合型裂纹的脆性断裂理论 82
4-1 复合型裂纹问题概述 82
4-2 最大周向应力理论 83
4-3 能量释放率理论 85
4-4 应变能密度因子理论 89
4-5 工程上应用的近似断裂判据 94
习题 96
第五章 弹塑性断裂力学基础 98
5-1 COD理论 98
5-1-1 Irwin小范围屈服条件下的COD 98
5-1-2 D-B带状屈服区模型的COD 99
5-1-3 全面屈服条件下的COD 102
5-1-4 COD判据的工程应用 104
5-1-5 临界COD的实验测定 107
5-2 J积分理论 110
5-2-1 J积分回路定义及其守恒性 111
5-2-2 J积分与裂纹尖端应力应变场 113
5-2-3 J与G的关系 J与COD的关系 114
5-2-4 J积分的形变功率定义 117
5-2-5 J积分的实验标定 临界J积分J1c 120
5-2-6 JR阻力曲线法 122
5-2-7 J主导条件 127
5-2-8 J积分的计算及工程估算方法 128
5-2-9 J控制裂纹扩展的条件 裂纹扩展的稳定性 134
习题 136
第六章 疲劳裂纹扩展 138
6-1 疲劳裂纹的形成及其扩展 138
6-1-1 疲劳裂纹的形成 139
6-1-2 疲劳裂纹扩展 140
6-2 疲劳裂纹扩展速率 141
6-3-1 平均应力σ？的影响 142
6-3 影响疲劳裂纹扩展速率的因素 142
6-3-2 过载峰的影响 145
6-3-3 其它影响因素 148
6-4 疲劳裂纹扩展速率？的测试 149
6-5 应变疲劳 151
6-6-1 腐蚀与应力腐蚀 152
6-6-2 腐蚀疲劳 152
6-6 应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳 152
6-7 疲劳裂纹扩展寿命的估算 153
习题 157
附录A 弹性力学基础 158
A-1 弹性力学平面问题的基本方程式 158
A-1-1 概述 158
A-1-2 平面问题的基本概念 160
A-1-3 平衡方程与边界条件 162
A-1-4 几何方程与应变协调方程 165
A-1-5 物理方程 167
A-1-6 平面问题基本方程式的张量约记 168
A-2 平面问题的直角坐标解 171
A-2-1 用位移法求解平面问题 171
A-2-2 用应力法求解平面问题 174
A-2-3 用多项式表示应力函数 178
A-2-4 自由端受集中力的悬臂梁 180
A-2-5 受均布载荷的简支梁 183
A-3 平面问题的极座标解 189
A-3-1 用极坐标求解平面问题的基本方程式 189
A-3-2 轴对称问题 195
A-3-3 圆孔孔边应力集中问题 198
A-3-4 椭圆孔的应力集中 201
A-3-5 Williams应力函数 202
A-4 复变应力函数 204
A-4-1 复数与解析函数 204
A-4-2 复变应力函数 206
习题 208
附录B 塑性力学基础 213
B-1 概述 213
B-1-1 任务与研究对象 213
B-1-2 两种基本实验 213
B-1-3 弹塑性材料应力-应变曲线的简化模型 214
B-2 应力张量与应变张量 215
B-2-1 应力张量及其分解 215
B-3 屈服条件 218
B-2-2 应变张量及其分解 218
B-3-1 应力空间 屈服曲面 219
B-3-2 常用的屈服条件 220
B-4 塑性应力-应变本构关系 222
B-4-1 Levy-Mises增量理论 223
B-4-2 Prand l-Reuss增量理论 224
B-4-3 Gencky全量理论 225
B-4-4 Илъюшин全量理论 225
附录C 常用应力强度因子表 227