第一篇 绪论 1
第一章 综述 1
1.1 材料力学与断裂力学 1
1.2 裂纹对材料强度的影响 4
1.3 Criffith能量平衡方法 5
1.4 Irwin-Orowan对Criffith理论的修正 7
1.5 应力强度方法 7
1.6 裂纹尖端区的可塑性 9
1.7 断裂韧性 10
1.8 亚临界裂纹扩展 10
习题 12
2.1 概述 13
第二章 弹性力学平面问题的基本理论 13
第二篇 弹性力学基础 13
2.2 应力分量的记号 14
2.3 平面应力问题与平面应变问题 15
2.4 平衡微分方程 16
2.5 几何方程 17
2.6 物理方程 18
2.7 相容条件 20
2.8 边界条件 20
2.9 弹性力学平面问题的求解途径 21
2.10 用应力表示的相容条件与应力函数 22
2.11 用极坐标表示的平衡微分方程 25
2.12 用极坐标表示的应力函数与相容条件 26
习题 28
2.13 用极坐标表示的物理方程和几何方程 28
第三章 弹性力学中的复变函数方法 29
3.1 复变数与复变函数 29
3.2 复变函数的微分和积分 30
3.3 复变解析函数及调和函数 31
3.4 用复变函数表示平面问题的应力函数 32
3.5 用Westergaard应力函数求解平面问题 33
3.6 Muskhelishvili应力函数法 36
习题 39
第三篇 线弹性断裂力学 40
第四章 裂纹尖端区域的应力场 40
4.1 概述 40
4.2 裂纹及其分类 40
4.3 Ⅰ型裂纹尖端区域的应力场 41
4.4 Ⅱ型裂纹尖端区域的应力场 47
4.5 Ⅲ型裂纹尖端区域的应力场 49
习题 53
第五章 应力强度因子 54
5.1 概述 54
5.2 确定应力强度因子的解析法 55
5.3 确定应力强度因子的数值法 70
5.4 确定应力强度因子的实测法 80
5.5 应力强度因子K1的塑性区修正 82
5.6 应力强度因子断裂准则 91
5.7 线弹性断裂力学的适用范围 94
习题 96
6.1 弹性系统的总势能 101
第六章 能量原理 101
6.2 Griffith理论 102
6.3 Irwin-Orowan理论 103
6.4 能量释放率及其断裂准则 104
6.5 Irwin-Kies关系 104
6.6 G与K的关系 106
6.7 确定应力强度因子的柔度法 108
6.8 裂纹扩展阻力(R)曲线的概念 110
习题 112
第七章 平面应变断裂韧度K1c的测试 113
7.1 测定K1c的标准方法 113
7.2 测定K1c的表面裂纹法 126
习题 130
8.2 最大周向应力理论(σθ准则) 131
第八章 复合型裂纹的脆性断裂理论 131
8.1 概述 131
8.3 能量释放率理论(G准则) 134
8.4 应变能密度因子理论(S准则) 138
8.5 工程上应用的复合型裂纹断裂准则 143
习题 145
第四篇 弹塑性断裂力学 147
第九章 COD理论 148
9.1 Irwin小范围屈服条件下的COD 148
9.2 D-B带状塑性区模型的COD 148
9.3 全面屈服条件下的COD 152
9.4 COD准则的工程应用 154
9.5 临界COD的实验测定 157
习题 160
第十章 J积分理论 161
10.1 J积分的回路积分定义及其守恒性 161
10.2 J积分与裂纹尖端应力应变场 163
10.3 J积分与能量释放率G的关系 165
10.4 J积分与COD的关系 166
10.5 J积分的形变功率定义 168
10.6 J积分临界值J1c的测定 171
10.7 JR阻力曲线法 173
10.8 J主导条件 177
10.9 J积分的计算及工程估算方法 179
10.10 J控制裂纹扩展的条件及稳定性 187
习题 190
11.1 疲劳裂纹的发生和扩展 192
第十一章 疲劳裂纹扩展 192
第五篇 断裂力学在疲劳设计中的应用 192
11.2 应力疲劳条件下裂纹扩展速率 193
11.3 影响疲劳裂纹扩展速率的因素 195
11.4 疲劳裂纹扩展速率da/dN的测试 198
11.5 应变疲劳条件下裂纹扩展速率 200
11.6 应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳 201
11.7 疲劳裂纹扩展寿命的估算 203
习题 206
附录 常用应力强度因子表 207
附录1 应力强度因子 207
附录2 第一、二类完整椭圆积分表 218
附录3 附表1中的B、C参数值(对于钢取μ=0.3) 219
参考文献 220