斷裂力學及其工程應用圖書目錄

緒論

第一章 線彈性斷裂力學

1.1 裂紋及其對強度的影響

1.1.1 裂紋的分類

1.1.2 裂紋對材料強度的影響

1.1.3 探傷結(jié)果與裂紋尺寸的換算

1.2 能量釋放率斷裂理論

1.2.1 Griffith理論

1.2.2 Orowan嘲理論

1.2.3 能量釋放率及其斷裂判據(jù)

1.3 應力強度因子斷裂理論

1.3.1 裂紋尖端區(qū)域的應力場和位移場

1.3.2 應力強度因子斷裂判據(jù)

1.3.3 深埋裂紋與表面裂紋問題

1.3.4 K判據(jù)的工程應用實例

1.3.5 G與K的關(guān)系

1.4 裂紋尖端的塑性區(qū)及K因子的塑性修正

1.4.1 屈服判據(jù)

1.4.2 裂紋前端屈服區(qū)的大小

1.4.3 塑性區(qū)修正

第二章 復合型裂紋

2.1 最大周向應力準則

2.2 能量釋放率準則

2.3 應變能密度因子準則

2.4 工程上應用的近似斷裂判據(jù)

第三章 彈塑性斷裂力學

3.1 COD理論

3.1.1 COD定義及COD判據(jù)

3.1.2 D-B帶狀屈服區(qū)模型的COD

3.1.3 全面屈服條件下的COD

3.1.4 CDD判據(jù)的工程應用

3.2 J積分理論

3.2.1 J積分的回路積分定義及其守恒性

3.2.2 J與G以及COD的關(guān)系

3.2.3 J積分的形變功率定義

3.2.4 J積分的計算及工程估算方法

第四章 常用斷裂參數(shù)的測試

4.1 平面應變斷裂韌度KIc的測試

4.1.1 試樣制備

4.1.2 測試裝置

4.1.3 測試步驟

4.1.4 試驗結(jié)果的處理

4.2 臨界COD的實驗測定

4.3 J積分的實驗測定方法

4.3.1 J積分的實驗標定

4.3.2 JR阻力曲線法

第五章 疲勞問題

5.1 疲勞裂紋的形成及擴展

5.1.1 疲勞裂紋的形成

5.1.2 疲勞裂紋的擴展

5.1.3 高周疲勞與低周女

5.2 疲勞裂紋擴展速率

5.3 影響疲勞裂紋擴展速率的因素

5.3.1 平均應力σm的影響

5.3.2 過載峰的影響

5.3.3 其它影響因素

5.4 應變疲勞

5.5 疲勞裂紋擴展壽命的估算

5.6 應力腐蝕及腐蝕疲勞

第六章 防脆斷設計

6.1 幾種主要的防脆斷設計方法

6.1.1 基于KIc的設計方法

6.1.2 許用缺陷尺寸設計方法

6.1.3 壓力容器的缺陷評定

6.1.4 壓力容器的“先漏后破”(LBB)設計方法

6.1.5 按脆性轉(zhuǎn)變溫度設計的方法

6.1.6 小結(jié)

6.2 應用實例

第七章 彈塑性斷裂分析工程方法

7.1 EPRI方法及其應用

7.1.1 方法簡介

7.1.2 典型帶缺陷結(jié)構(gòu)的彈塑性解

7.2 裂紋推動力圖及其應用

7.2.1 裂紋推動力圖的制作方法

7.2.2 裂紋推動力圖的性質(zhì)

7.2.3 裂紋推動力圖的工程應用

7.3 穩(wěn)定評定圖及其應用

7.3.1 穩(wěn)定評定圖的制作

7.3.2 穩(wěn)定評定圖的性質(zhì)

7.3.3 穩(wěn)定評定圖的應用

第八章 斷裂質(zhì)量控制

8.1 材料評定

8.1.1 冶金因素對斷裂韌性的影響

8.1.2 材料的斷裂機理圖

8.2 用斷裂力學方法評定熱處理工藝

8.3 焊接工藝的評定

8.3.1 焊接缺陷及其評定標準

8.3.2 焊縫形狀等因素對應力強度因子及疲勞壽命的影響

8.3.3 焊接殘余應力及其影響

8.4 檢查與維修

8.4.1 用斷裂力學方法進行質(zhì)量保證和檢查

8.4.2 維修缺陷尺寸的確定

8.4.3 維修周期的確定

第九章 概率斷裂力學(PFM)

9.1 工程結(jié)構(gòu)的可靠性及概率斷裂力學

9.2 概率斷裂力學的設計方法

9.3 PFM中主要參數(shù)的統(tǒng)計性質(zhì)

9.3.1 裂紋檢測概率

9.3.2 缺陷尺寸的統(tǒng)計分布

9.3.3 斷裂韌性的概率統(tǒng)計性質(zhì)

9.3.4 疲勞裂紋擴展速率的概率特性

9.4 PFM在防疲勞斷裂中的應用

9.5 蒙特卡洛(Monte Carlo)模擬方法

9.5.1 Monte Carlo方法簡述

9.5.2 Monte Carlo方法在疲勞壽命預測中的應用

附錄

附錄A 正態(tài)分布表

附錄B 第一、二類完整橢圓積分表

附錄C 常用應力強度因子表2100433B

李慶芬，女，1944年生，遼寧省遼中縣人。1968年畢業(yè)于哈爾濱軍事工程學院空軍系航空發(fā)動機專業(yè)，同年分配到水電部一局工地勞動，1973年調(diào)入哈爾濱船舶工程學院任教，1980年任講師，1986年任副教授，1992年任教授，1995年任博士生導師。省八屆政協(xié)常委。1980年——1982年作為我國首批訪問學者赴澳大利亞悉尼大學，又于1996年作為高級訪問學者赴英國格拉斯哥大學。在斷裂力學等方面的研究成果有創(chuàng)新和獨到之處，受到國內(nèi)外同行的重視。在《工程斷裂力學》（美國）、《材料與設計》（英國）、《固體力學學報》（中國）等國內(nèi)外一流學術(shù)刊物上發(fā)表論文50余篇，其中被國際權(quán)威檢索刊物（SCI和EIEI）摘引41篇次。主編了《斷裂力學及其工程應用》一書，主審了《數(shù)控技術(shù)》一書。負責或參加過“國家自然科學基金”、“中船總基金”、“黑龍江省自然科學基金”等10余項科研項目，多項已通過國家級或省部級鑒定。獲省部級科技進步二等獎3項，三等獎2項。講授過研究生及本科生課7門，多次獲教學優(yōu)秀獎。指導博士生十余名，碩士生20余名。1993年起享受政府特殊津貼，1996年評為中船總公司“有突出貢獻中青年專家”，1997年被國家人事部及國家教委評為“全國優(yōu)秀留學回國人員”稱號。曾在《散文》、《散文世界》、《中國教育報》等刊物發(fā)表過多篇文章，有的被收入中學課本。

《斷裂力學及其工程應用》可作為高等工科院校機械、動力和力學專業(yè)本科生與研究生的斷裂力學課程教材，也可供有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員使用。

《斷裂力學及其工程應用》 - 編輯推薦《斷裂力學及其工程應用》可作為高等工科院校機械、動力和力學專業(yè)本科生與研究生的斷裂力學課程教材，也可供有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員使用。

《斷裂力學及其工程應用》介紹了斷裂力學的基本理論和工程應用方法。全書共九章，1～5章主要闡述了線彈性斷裂力學的基本原理和計算方法，彈塑性斷裂力學的基本理論，疲勞裂紋擴展，以及常用斷裂參數(shù)的標準測試方法。6—9章介紹了防止結(jié)構(gòu)脆性斷裂和延性斷裂的工程實際設計方法和分析手段，以及用斷裂力學進行工藝評定和質(zhì)量控制以防止斷裂的方法，并對概率斷裂力學及蒙特卡洛方法進行了簡單介紹。

《斷裂力學及其工程應用》可作為高等工科院校機械、動力和力學專業(yè)本科生與研究生的斷裂力學課程教材，也可供有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員使用。

本書簡單介紹了斷裂力學的歷史背景和發(fā)展前景，重點介紹了線彈性斷裂力學和疲勞裂紋擴展與斷裂，同時介紹了當今先進的設計思想理念，即結(jié)構(gòu)完整性設計（重點介紹損傷容限設計）方法和斷裂力學在金屬結(jié)構(gòu)中的應用。

本書可作為本科生教材，亦可作為非力學專業(yè)研究生教材，并可供從事航空、土建、機械和交通等工程領(lǐng)域的科技人員參考。

該教材主要是針對全國工程碩士專業(yè)學位研究生運籌學課程教學所編寫，主要內(nèi)容包括：緒論、線性規(guī)劃及其應用、運輸規(guī)劃及其應用、整數(shù)規(guī)劃及其應用、目標規(guī)劃及其應用、非線性規(guī)劃及其應用、存儲論及其應用、圖論與網(wǎng)絡優(yōu)化及其應用、排隊論及其應用、對策論及其應用和決策論及其應用等章節(jié)．其中每一章都包括問題的工程背景、問題的數(shù)學原理、問題的LINGO求解方法、應用案例分析和應用案例練習等內(nèi)容．書中的所有案例和練習全部是來自各工程領(lǐng)域的實際問題，共包含50多個應用案例和100多個應用練習問題．最后給出了LINGO軟件使用方法簡介．

本書適合作為相關(guān)各工程領(lǐng)域的工程碩士專業(yè)學位研究生運籌學課程教材，也適合工科各專業(yè)的大學本科生和非運籌學專業(yè)研究生的運籌學課程教學使用或作為參考教材，也可供從事相關(guān)研究工作的工程技術(shù)人員參考之用．

第1章緒論1

1.1斷裂力學的產(chǎn)生和發(fā)展1

1.2斷裂力學的研究對象6

1.3斷裂力學的研究內(nèi)容7

參考文獻8

第2章線彈性斷裂力學10

2.1線彈性裂紋尖端場11

2.1.1含裂紋體平面問題的復變函數(shù)解法11

2.1.2無限大板含中心裂紋時的應力場和位移場14

2.2應力強度因子18

2.2.1應力強度因子的定義和物理含義18

2.2.2應力強度因子的計算方法21

2.2.3有限尺寸對應力強度因子的影響25

2.3能量原理28

2.3.1能量釋放率28

2.3.2能量釋放率G的計算或確定31

2.3.3能量釋放率G與應力強度因子K的關(guān)系33

2.4脆性斷裂的K準則34

2.4.1斷裂韌度34

2.4.2脆性斷裂與準脆性斷裂35

2.5裂紋頂端的塑性區(qū)38

2.5.1Irwin塑性區(qū)模型38

2.5.2應力松弛的修正39

2.5.3等效裂紋長度與應力強度因子的修正40

2.5.4 Dugdale模型41

2.5.5塑性區(qū)形狀43

2.5.6平面應力狀態(tài)和平面應變狀態(tài)的對比47

2.5.7塑性約束系數(shù)49

2.5.8厚度效應51

2.6平面應力斷裂和R曲線54

2.7平面應力問題的工程概念57

2.7.1表觀斷裂韌性57

2.7.2 Feddersen分析方法58

習題60

參考文獻60

第3章復合型脆性斷裂61

3.1最大環(huán)向拉應力理論61

3.2能量釋放率理論64

3.3應變能密度因子理論67

3.3.1拉伸載荷（Ⅰ型）69

3.3.2面內(nèi)剪切載荷（純Ⅱ型）70

3.3.3離面剪切（純Ⅲ型）72

3.3.4復合型73

3.4復合型脆性斷裂的工程判據(jù)74

3.4.1直線型75

3.4.2二次曲線（橢圓）型75

3.4.3高次曲線型75

習題76

參考文獻77

第4章彈塑性斷裂力學78

4.1 J積分理論78

4.1.1 J積分定義及其守恒性79

4.1.2線彈性條件下J積分與K和G的關(guān)系81

4.1.3 J積分的能量表達式83

4.1.4裂紋尖端彈塑性場——漸近解90

4.1.5 J主導和J控制裂紋擴展91

4.1.6 J積分準則及其應用93

4.2裂紋頂端張開位移（COD）94

4.2.1 COD定義95

4.2.2 COD準則96

4.2.3按Irwin塑性區(qū)求COD97

4.2.4 Dugdale模型與裂紋張開位移97

4.2.5 COD設計曲線100

4.3 J積分與COD的關(guān)系102

4.4穩(wěn)定擴展的裂紋102

4.4.1 J阻力曲線和撕裂模量103

4.4.2裂紋尖端張開角107

習題109

參考文獻110

第5章斷裂力學實驗112

5.1平面應變斷裂韌度KIC的測試112

5.1.1測試原理和方法112

5.1.2試樣和試驗裝置113

5.1.3試驗程序115

5.1.4試驗結(jié)果處理和KIC有效性判斷115

5.2表面裂紋斷裂韌度KIe的測試116

5.2.1測試原理和方法117

5.2.2試樣118

5.2.3 KⅠe有效性判斷119

5.2.4 KⅠe的應用119

5.3平面應力斷裂韌度KC的測試119

5.3.1[COD]法120

5.3.2 R曲線法121

5.4應力強度因子K的柔度標定法123

5.4.1柔度標定法的原理123

5.4.2柔度標定法的具體步驟124

5.5臨界裂紋張開位移δC的測試125

5.5.1測試原理和方法125

5.5.2 V和δ的換算關(guān)系125

5.5.3臨界點的確定126

5.5.4確定起裂點的電位法127

5.6臨界J積分值JIC的測定128

5.6.1單試樣法測試JⅠC128

5.6.2 JR阻力曲線法130

習題133

參考文獻134

第6章疲勞裂紋擴展135

6.1概述135

6.1.1疲勞破壞的特點135

6.1.2疲勞裂紋擴展機理和裂紋擴展過程135

6.2恒幅疲勞載荷下裂紋的擴展規(guī)律137

6.2.1疲勞裂紋擴展速率的概念137

6.2.2疲勞裂紋擴展規(guī)律138

6.2.3疲勞裂紋擴展速率的實驗研究138

6.2.4疲勞裂紋擴展速率的表達式139

6.3影響疲勞裂紋擴展的主要因素141

6.3.1應力比R（或平均應力σm）的影響141

6.3.2環(huán)境影響145

6.3.3加載頻率的影響147

6.3.4材料厚度的影響147

6.3.5應力強度因子變程ΔK很高和很低時裂紋擴展速率的特點148

6.3.6超載的影響149

6.4變幅載荷下裂紋擴展分析149

6.4.1變幅載荷下疲勞裂紋擴展的特點149

6.4.2考慮超載遲滯效應的計算模型153

6.4.3裂紋擴展壽命的計算160

6.5小裂紋疲勞擴展的特點160

6.5.1?。ǘ蹋┝鸭y的定義和疲勞裂紋擴展的特點160

6.5.2小裂紋擴展速率的工程估算方法162

6.5.3疲勞全壽命預測方法簡介165

6.6應力腐蝕和腐蝕疲勞裂紋擴展168

6.6.1應力腐蝕168

6.6.2腐蝕疲勞裂紋擴展172

6.6.3腐蝕疲勞裂紋擴展速率的計算公式175

6.6.4腐蝕疲勞裂紋擴展壽命的計算178

6.7應變疲勞178

習題179

參考文獻180

第7章斷裂力學在金屬結(jié)構(gòu)設計中應用182

7.1飛機結(jié)構(gòu)損傷容限設計[1"para" label-module="para">

7.1.1損傷容限設計概念183

7.1.2結(jié)構(gòu)損傷容限設計要求和損傷容限結(jié)構(gòu)類型185

7.1.3損傷容限設計內(nèi)容和步驟189

7.1.4損傷容限設計實例197

7.2焊接結(jié)構(gòu)斷裂安全設計[4,5]208

7.2.1焊接結(jié)構(gòu)的特點208

7.2.2焊接結(jié)構(gòu)脆斷的斷裂力學分析211

7.2.3焊接結(jié)構(gòu)（零件或構(gòu)件）疲勞裂紋擴展壽命估算215

7.2.4焊接結(jié)構(gòu)的脆斷溫度215

7.3壓力容器與管子的斷裂安全設計217

7.3.1壓力容器的脆性斷裂218

7.3.2壓力容器的韌性斷裂221

7.3.3斷裂前滲漏設計222

習題226

參考文獻2262100433B