應用斷裂力學

應用斷裂力學

图书基本信息
出版时间:2012-1
出版社:北京航空航天大學出版社
作者:酈正能 主編
页数:351
书名:應用斷裂力學
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應用斷裂力學

内容概要
  本書系統論述了斷裂力學的基本概念、理論基礎、基本方法以及斷裂力學的實驗測定和工程應用。其中簡單介紹了斷裂力學的歷史背景和發展前景,重點介紹了線彈性斷裂力學、彈塑性斷裂力學、疲勞裂紋擴展以及復合材料的損傷與斷裂,同時介紹了應力強度因子計算方法、動態斷裂力學、腐蝕疲勞斷裂、斷裂力學測定以及斷裂力學在金屬結構中的應用。
  本書可作為研究生教材,亦可作為本科生選修課教材,並可供從事航空、土建、機械和交通等工程領域的科技人員參考。
书籍目录
第1章 緒論
 1.1 斷裂力學的產生和發展
 1.2 斷裂力學的研究對象
 1.3 斷裂力學的研究內容
 參考文獻
第2章 線彈性斷裂力學
 2.1 引 言
 2.2 線彈性裂紋尖端場
  2.2.1 含裂紋體平面問題的復變函數解法
  2.2.2 無限大板含中心裂紋時的應力場和位移場
 2.3 應力強度因子
  2.3.1 應力強度因子的定義和物理含意
  2.3.2 幾種典型裂紋的應力強度因子
  2.3.3 有限尺寸對應力強度因子的影響
 2.4 能量原理
  2.4.1 能量釋放率
  2.4.2 能量釋放率G的計算或確定
  2.4.3 能量釋放率G與應力強度因子K的關系
 2.5 脆性斷裂的K準則
  2.5.1 斷裂韌度
  2.5.2 脆性斷裂與準脆性斷裂
 2.6 裂紋頂端的塑性區
  2.6.1 Irwin塑性區模型
  2.6.2 應力松弛的修正
  2.6.3 等效裂紋長度與應力強度因子的修正
  2.6.4 Dugdale模型
  2.6.5 塑性區形狀
  2.6.6 平面應力狀態和平面應變狀態的對比
  2.6.7 塑性約束系數
  2.6.8 厚度效應
 2.7 平面應力斷裂和R曲線
 2.8 平面應力問題的工程概念
  2.8.1 表觀斷裂韌性
  2.8.2 Feddersen分析方法
 習題
 參考文獻
第3章 應力強度因子的各種計算方法
 3.1 普遍形式的復變函數法
  3.1.1 Kolosov—Muskhelishvili应力函数
  3.1.2 Ⅰ、Ⅱ復合型裂紋的應力強度因子
  3.1.3 復變函數法的特點與應用範圍
 3.2 邊界配置法
  3.2.1 Williams應力函數
  3.2.2 邊界配置過程
  3.2.3 邊界配置法的特點
 3.3 有限元法
  3.3.1 直接法
  3.3.2 間接法
 3.4 權函數法
  3.4.1 二維裂紋問題的權函數解法
  3.4.2 裂紋面位移的求解
  3.4.3 權函數的確定
  3.4.4 應力強度因子的求解
  3.4.5 應用實例
  3.4.6 三維裂紋問題的權函數解法
 3.5 能量差率解法
  3.5.1 應力強度因子與裂紋張開位移的關系
  3.5.2 能量差率方程
  3.5.3 微分方程的封閉解
  3.5.4 裂紋張開位移模態
 3.6 疊加法和組合法
  ……
第4章 復合型脆性斷裂
第5章 彈塑性斷裂力學
第6章 動態斷裂力學基礎
第7章 斷裂力學實驗
第8章 疲勞裂紋擴展
第9章 應力腐蝕開裂與腐蝕疲勞裂紋擴展
第10章 斷裂力學在金屬結構設計中的應用
第11章 復合材料損傷與斷裂
附錄 動態斷裂分析中常用到的彈性波

章节摘录
版权页:插图:按照所研究对象和观点的不同,断裂力学可分为微观断裂力学和宏观断裂力学。微观断裂力学是研究原子位错等晶粒尺度内的断裂过程,根据对这些过程的了解,建立起支配裂纹扩展和断裂的判据。宏观断裂力学是在不涉及材料内部的断裂机理的条件下,通过连续介质力学分析和实验做出断裂强度估算与控制。本书主要介绍宏观断裂力学(以下简称断裂力学)。1.3 断裂力学的研究内容断裂力学的目的是定量地研究承载体由于含有一条主裂纹发生扩展(包括静载下扩展及疲劳载荷下的扩展)而产生失效的条件。因此,它必须能定量地确定促使裂纹扩展的“推动力”、材料(或结构)阻止裂纹扩展的“阻力”以及在什么条件下结构发生失效,也就是要建立断裂准则。用什么参量表征裂纹“推动力”以及如何计算它的数值,是断裂力学研究中极为重要的一个课题。线弹性断裂力学中应力强度因子K(或其等效参量——能量释放率G)概念的提出,是线弹性断裂力学的奠基工作。科学工作者为研究应力强度因子的计算方法(包括解析公式及数值解法)付出了艰苦的劳动,他们至今仍为寻找计算复杂结构在复杂载荷作用下非穿透裂纹的应力强度因子的方法进行着大量的研究工作。J积分和COD等参量的提出,则为弹塑性断裂力学的研究开辟了广阔的道路。研究材料或结构的裂纹扩展阻力,更多地依靠实验。Kc或Jc的测定以及这些材料特性常数受到哪些因素的影响及其定量关系,都要进行大量实验研究才能获知。对材料研制来说,是如何提高材料的断裂韧度和临界J积分值;对结构设计来说,是如何综合选择材料,即材料性能的Kic和Jc的选择。对断裂准则适用范围和适用条件的研究,是将断裂力学基本原理应用于工程结构分析的先决条件。把断裂力学应用于复杂结构的分析,是一个很重要的研究课题。例如,航空结构中广泛采用组合形式(铆接、胶接)的加筋平板、加筋曲板或筒壳。这些结构在产生裂纹后,各元件之间的相互影响,或者多裂纹之间的相互影响,使断裂分析变得复杂。在结构设计中研究如何利用裂纹之间的相互影响,减小裂纹顶端的应力强度因子,或改变裂纹的扩展方向。又如在核电站容器中由于采用韧性很高的材料,裂纹起裂后可能有相当量的稳定扩展之后才发生失稳断裂。为了对这类结构进行断裂分析,必须研究裂纹从起裂、稳定扩展到失稳断裂这一过程中裂纹顶端的应力场、应变场的特征,以便建立相应的断裂准则。把断裂力学原理应用于疲劳裂纹扩展的分析,并用于估算含裂纹结构的寿命,是断裂力学研究的一个极其重要的部分。在工程结构的断裂分析中需要回答下列问题:①结构的剩余强度与裂纹长度有什么样的函数关系?②在已知外载荷作用下,结构中容许的裂纹长度(即临界裂纹长度)是多大?
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《應用斷裂力學》是國防特色教材力學。


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评论与打分
  •     這本書堪稱經典!
  •     內容很全,北航的沒的說
  •     研究方向用用書。導師要求購買,買來慢慢看
  •     教材內容很好,墨不重,字跡感覺不是太清晰