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目录 1

前言 1

第一章 断裂力学概论 1

一、断裂力学是怎样发展起来的 1

二、断裂力学内容简介 5

三、断裂力学的工程应用 10

第二章 二维弹性问题的复变函数解法 13

一、用复变函数表示平面问题的应力函数 13

1．Muskhelishvili应力函数 13

2．用Muskhelishvili应力函数表示的应力分量和位移分量 16

3．Weslergaard应力函数 19

二、用Muskhelishvili应力函数求解平面裂纹问题 20

1．具有椭圆内孔的无限板的应力函数 21

2．Ⅰ型加载下的经典裂纹问题 22

3．具有中心穿透裂纹的无限板单向均匀受拉问题 27

4．Ⅱ型加载下的经典裂纹问题 29

三、Ⅲ型加载下的经典裂纹问题 30

第三章　线弹性断裂理论 34

一、线弹性断裂判据 34

1．应力强度因子KI和按KI建立的断裂判据 34

2．线弹性断裂力学在非完全弹性体中应用的推广 37

3．线弹性断裂力学的适用范围——塑性区尺寸的限制 43

二、能量平衡理论和能量判据 45

1．裂纹扩展力与能量判据 45

2．GI与KI的关系 48

3．GI的力学标定法——柔度标定法 50

三、阻力曲线 52

四、复合型断裂判据及其工程应用 54

1．最大周向应力理论（σ？准则） 55

2．应变能密度因子理论（S准则） 58

3．最大应变能释放率理论（G准则） 63

4．复合型断裂的工程判据 64

第四章 几种常见裂纹模型的应力强度因子 68

一、无限板上穿透裂纹的应力强度因子 68

1． 由复应力函数直接计算应力强度因子 69

2．利用保角变换来求解应力强度因子 76

1．用近似简化法求有限板裂纹模型的应力强度因子 81

二、几种常见的有限板裂纹模型的应力强度因子 81

2．用边界配位法求解有限板单侧裂纹的应力强度因子 84

三、内部椭圆裂纹和表面半椭圆裂纹的应力强度因子 88

1．无限体内的椭圆片状裂纹的应力强度因子 89

2．表面半椭圆片状裂纹的应力强度因子 92

3．1/4椭圆片状角裂纹问题 98

第五章 弹塑性断裂力学 100

一、COD法 101

1．COD定义 101

2．COD判据与临界COD 102

二、两种典型裂纹模型的COD计算公式 104

1．D-M模型与BCS公式 104

2．Wells公式 112

三、J积分法 113

1．J积分的定义及其守恒性 114

2．J积分判据及其有效性分析 117

四、J积分的形变功率定义 119

五、J积分判据在工程中的实用性及其限制 125

六、两类典型弹塑性断裂问题的J积分 126

1．D-M模型的J积分表达式 126

2．位于全屈服区内的小裂纹的J积分表达式 127

第六章 断裂韧性测试原理 131

一、KIC的测试原理 131

1．KIC测试方法简述 131

2．条件载荷Pq的确定 133

3．试样尺寸要求和Kq的有效性判断 135

二、COD的测试原理 138

1．三点弯曲试样的COD计算公式 138

2．COD阻力曲线的测制 140

3．金相剖面法 141

三、JIC的测试原理 141

第七章 裂纹的动态扩展与止裂 145

一、高速加载下的动态断裂和动载断裂韧性 145

二、裂纹的动态扩展和动态断裂韧性 149

三、裂纹在动态扩展中的分叉现象 152

四、裂纹动态扩展中的止裂现象与止裂韧性 155

一、疲劳裂纹的发生和发展 159

第八章 裂纹的疲劳扩展和疲劳寿命计算 159

二、裂纹在弹性区内的扩展规律 161

三、影响疲劳裂纹扩展的因素 165

四、恒幅循环下疲劳裂纹扩展寿命的计算 171

五、变幅循环下疲劳裂纹扩展寿命的计算 174

六、应变疲劳条件下的裂纹扩展速率 175

第九章 应力腐蚀开裂与腐蚀疲劳 177

一、应力腐蚀临界应力强度因子 177

二、应力腐蚀裂纹扩展速率与寿命计算 179

三、影响应力腐蚀开裂的因素 182

四、KISCC和？的测试原理 184

五、腐蚀疲劳 187

1．发电机转子的缺陷安全分析 192

第十章 断裂力学的工程应用 192

一、断裂力学的工程应用实例 192

2．汽轮机叶轮的裂纹容限分析 195

3．柴油机曲轴的断裂强度分析 199

二、断裂力学在压力容器和管道中的应用 203

1．应力与应变计算 203

2．缺陷的当量处理 205

3．断裂判据 207

三、I IW标准简介 210

四、CEGB双判据法简介 215

附录Ⅰ．复变函数的基本知识 220

附录Ⅱ．弹性力学平面问题的基本方程式 223