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第一章 引言与综述2

1.1现代断裂力学的理论及其应用2

1.1.1断裂事故的后果2

1.1.2断裂力学和材料力学5

1.1.3线弹性断裂力学的基本用途7

1.1.4线弹性断裂力学的各种关系9

1.1.5一些断裂力学的应用实例12

1.1.6处理复杂结构／裂纹的方法13

1.1.7损伤容限评估15

1.1.8规范要求17

1.2.1结构设计的发展19

1.2断裂力学的起源19

1.2.2Griffith理论21

1.2.3Griffith理论的某些困难23

1.2.4断裂力学的起源24

1.2.5应力强度因子25

1.2.6断裂的原子模拟28

1.3断裂力学基础30

1.3.1临界裂纹扩展30

1.3.2纤维增强复合材料33

1.3.3橡胶材料34

1.3.4断裂力学中的数值方法35

1.3.5裂纹的快速扩展35

1.3.6动态裂纹的止裂37

1.3.7统计断裂力学40

1.4非线性研究41

1.4.1简单的裂纹尖端塑性模型41

1.4.2COD法的起源42

1.4.3COD法的扩充43

1.4.4J积分45

1.4.5共线的窄条屈服模型46

1.4.6其他窄条屈服模型47

1.4.7弹塑性断裂力学的起源48

1.4.8不稳定撕裂理论50

1.4.9非线性条件下裂纹扩展准则51

1.5非线性和动态处理的必要性53

1.5.1热冲击问题54

1.5.2劣化的核电管道57

1.5.3裂前渗漏的条件58

1.6断裂力学的现状及前景60

1.7参考文献62

第二章 固体力学基础70

2.1应力分析70

2.1.1平衡方程71

2.1.2主应力73

2.2应变分析74

2.2.1应变张量74

2.2.2相容方程75

2.3.1应变能密度76

2.3.2线弹性材料76

2.3弹性76

2.3.3余应变能密度77

2.3.4弹性边值问题78

2.3.5橡皮弹性体78

2.4能量原理79

2.4.1虚功原理79

2.4.2势能79

2.4.3余势能80

2.5粘弹性81

2.5.1线性粘弹性材料81

2.5.2简单的热流变材料84

2.5.3对应原理85

2.6.1屈服准则86

2.6弹塑性86

2.6.2塑性增量理论88

2.6.5塑性形变理论90

2.6.4刚塑性材料91

2.7粘弹塑性93

2.8参考文献97

第三章 线弹性断裂力学98

3.1线弹性裂纹尖端场98

3.1.1反平面问题98

3.1.2平面问题101

3.1.3断裂准则103

3.2应力强度因子104

3.2.1封闭形式的解105

3.2.2数值法109

3.3裂纹体能量113

3.3.1能量释放率113

3.3.2J-积分116

3.3.3其他不变的积分120

3.4塑性区和断裂韧性122

3.5平面应力断裂和R-曲线129

3.6参考文献134

第四章 动态断裂力学137

4.1动态裂纹扩展和止裂概念137

4.1.1基本定义和术语138

4.1.2裂纹扩展速度的准静态分析139

4.1.3动态裂纹扩展分析144

4.1.4裂纹分叉146

4.1.5裂纹止裂的早期看法147

4.1.6弹性动态断裂力学基础152

4.1.7裂纹止裂方法155

4.1.8动态断裂力学的非线性观点160

4.2动态断裂力学的数学基础162

4.2.1弹性动力学裂纹尖端场162

4.2.2能量释放率165

4.2.3弹性动态回路积分168

4.3一些简单结构的分析169

4.3.1双悬臂梁试件169

4.3.2双扭试件173

4.3.3增压管道中的轴向裂纹扩展175

4.3.4稳态裂纹扩展178

4.3.5窄条屈服模型的应用179

4.4动态断裂力学的应用181

4.4.1裂纹扩展实验181

4.4.2动态裂纹扩展分析187

4.4.3动载荷作用下裂纹的起裂188

4.4.4终段弹道学和碎裂189

4.5参考文献192

第五章 弹塑性断裂力学198

5.1Dugdale模型198

5.2反平面弹塑性解206

5.3裂纹尖端的塑性场211

5.3.1Ⅰ型场213

5.3.2断裂准则217

5.4塑性断裂工程计算法219

5.4.1全塑性解219

5.4.2估算法221

5.4.3硬化失效评估图224

5.4.4其他估算法226

5.5J积分试验227

5.5.1单试件试验228

5.5.2标准的JIc试验法231

5.6J主导和J控制裂纹扩展234

5.7.1撕裂模量239

5.7J控制裂纹扩展的稳定性239

5.7.2η因子242

5.7.3示例246

5.7.4幂硬化材料的撕裂不稳定性247

5.7.5应用251

5.8持续裂纹扩展257

5.8.1裂纹尖端张开角258

5.8.2扩展裂纹渐近场261

5.8.3理论和试验对比265

5.8.4持续裂纹扩展的J积分267

5.9结束语270

5.10参考文献271

6.1初步见解275

第六章 纤维增强复合材料的断裂力学模型275

6.1.1分类和术语276

6.1.2基本力学性能277

6.1.3各向异性断裂力学278

6.1.4关于断裂力学应用的基本见解280

6.1.5微观机理断裂过程281

6.2线弹性断裂力学分析模型284

6.2.1裂纹长度修正及其他简单模型285

6.2.2计及非自相似裂纹扩展模型285

6.2.3统一的临界应变模型286

6.2.4复合型断裂模型287

6.2.5前景289

6.3.1连续体模型290

6.3非线性断裂力学分析模型290

6.3.2混合模型292

6.3.3有限元模型296

6.4有关专题296

6.4.1胶结断裂力学297

6.4.2纤维脱丝模型299

6.4.3加速特性300

6.5参考文献302

第七章 时间相关的断裂306

7.1静态裂纹尖端场306

7.1.1第二阶段弹性蠕变307

7.1.2第一阶段弹性蠕变313

7.1.3第一阶段第二阶段蠕变315

7.1.4第一阶段塑性蠕变317

7.1.5弹性指数硬化蠕变318

7.1.6△Tk积分319

7.2蠕变裂纹扩展321

7.2.1第二阶段弹性蠕变裂纹场321

7.2.2稳态裂纹扩展326

7.2.3瞬态裂纹扩展328

7.2.4第一阶段弹性蠕变裂纹场330

7.3蠕变裂纹扩展关系式331

7.4粘弹性裂纹扩展338

7.4.1凝聚断裂模型339

7.4.2实验对比342

7.5结束语344

7.6参考文献346

第八章 疲劳裂纹扩展的某些非线性方面349

8.1疲劳裂纹扩展预测的基本见解349

8.1.1等幅疲劳裂纹扩展关系349

8.1.2载荷相互作用效应352

8.1.3裂纹闭合概念354

8.1.4闭合论述357

8.2关于疲劳裂纹扩展的理论模型357

8.2.1Budiansky和Hutchinson模型358

8.2.2斜条带屈服模型361

8.2.3疲劳中的短裂纹问题367

8.2.4焊接处疲劳裂纹的扩展369

8.3参考文献373

第九章 断裂力学资料来源377

9.1技术杂志377

9.2会议文集379

9.3标准380

9.4学位论文380

9.5文摘性期刊380

9.6进展综述381

9.7手册381

9.8专题论文381

9.9教科书381

9.10参考文献383

附录A全塑性解汇编384