断裂力学理论及其工程应用 第1卷 上 线弹性断裂力学PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第一编 固体强度、裂纹存在与断裂力学1

第一章 断裂力学概论…………………………………1

一、工程结构的安全设计与断裂力学1

（一）工程结构的古典安全设计……………………………………1

目录1

（二）古典安全设计条件2

（三）工程结构的脆性断裂事故2

二、断裂力学的创立及其重要意义3

（一）断裂力学的创立3

（二）断裂力学的意义4

（一）断裂力学的领域5

（三）断裂力学的重要作用5

三、断裂力学领域、分类和主要内容5

（二）断裂力学的分类6

（三）宏观断裂力学6

四、断裂力学的发展简史7

（一）断裂力学在我国的发展7

（二）断裂力学在国际上的发展8

（三）国际文献资料、学术会议等对于断裂力学发展的影响10

参考文献11

（一）固体强度的意义14

（二）固体材料的理论屈服强度14

一、固体的屈服强度14

第二章 固体的强度与裂纹存在14

（三）对于理论屈服强度公式的修正15

（四）固体的实际屈服强度16

二、固体的断裂强度17

（一）固体的理论断裂强度17

（二）固体理论断裂强度的近似简化公式19

（三）固体的理论与实际断裂强度的比较20

三、固体的固有缺陷与强度21

（一）格里菲斯的预在裂纹理论21

（二）裂纹存在对于非金属固体材料断裂强度的影响21

（三）金属固体材料里的预在裂纹22

（四）其他因素对于固体材料强度的影响24

四、裂纹位移形式与裂纹类型25

参考文献26

第三章 弹性力学基础与英格里斯断裂强度27

一、对于弹性体的应力、变形和虎克定律27

（一）应力状态与应力平衡微分方程式27

（二）应变分析与变形几何方程式30

（三）普遍虎克定律32

二、平面问题应力解基本方程式与圆孔应力集中问题34

（一）平面问题应力解的基本微分方程式35

（二）圆孔无限板的应力集中问题的求解结果35

三、弹性力学基本微分方程式及其通解36

（二）位移解的基本微分方程式37

（一）应力解基本微分方程式37

（三）弹性力学基本微分方程式的几种通解38

四、弹性力学二维问题的复变势函数通解40

（一）复变函数基本知识40

（二）在直角座标系里弹性力学二维问题的复变势函数通解41

（三）在极座标系里二维问题的复变函数表示法44

五、椭圆孔应力集中问题的英格里斯解法45

（一）单向均匀拉伸椭圆孔无限板应力集中问题的英格里斯解法45

（二）二向或各向均匀拉伸椭圆孔无限板应力集中问题的英格里斯解法47

（三）椭圆孔最大环向应力的曲率半径ρ表示法49

（二）英格里斯脆性断裂强度50

（一）贾雅提拉卡断裂准则50

六、由英格里斯应力集中理论导出的脆性断裂强度50

七、魏斯特高尔德裂纹应力的复变函数分析法51

（一）魏斯特高尔德的复变函数51

（二）魏斯特高尔德应力函数φi及裂纹应力公式52

参考文献53

第二编 线弹性断裂力学基本原理54

第四章 格里菲斯脆性断裂理论54

一、格里菲斯关于裂纹问题的能量平衡原理54

（一）热力学第一定律在分析裂纹问题时的应用54

（二）格里菲斯裂纹扩展的能量平衡原理55

（一）格里菲斯对于裂纹体释放能量的的计算结果56

二、在格里菲斯能量平衡脆性断裂理论里的能量计算问题56

（二）斯宾塞对格里菲斯裂纹能量的计算58

（三）古吉尔对于格里菲斯裂纹的能量计算………………………………………………（61 ）三、薛昌明与李波维兹对于格里菲斯裂纹问题的解法66

（一）面外剪切（纵向剪切）问题的复变函数解法66

（二）在纵向剪切变形能公式里常数a0和A0的确定法68

（三）双轴拉伸问题的复变函数解法………………………………………………………（70 ）（四）在双轴拉伸变形能公式里常系数的保角映射确定法72

（五）椭圆孔无限板在纯剪切下的变形能73

四、格里菲斯能量平衡断裂准则74

（一）格里菲斯能量平衡的断裂准则74

（二）格里菲斯能量平衡断裂准则在裂纹无限板上的应用74

（三）格里菲斯能量平衡断裂准则在椭圆孔无限板上的应用77

（一）格里菲斯裂纹的能量释放率81

五、格里菲斯断裂理论里的能量释放率81

（二）在定常加载与定常位移下的能量释放率83

参考文献85

第五章 奥罗文准脆性断裂理论与伊尔文理论87

一、延性金属的准脆性断裂87

（一）理想弹性体的脆性断裂87

（二）延性金属的准脆性断裂88

二、试样的普遍屈服与塑性约束因子90

（一）在切槽拉伸板塑性区里的最大主应力90

（二）切槽试样在普遍屈服下的塑性约束与应力强化93

（一）奥罗文的准脆性断裂理论100

三、奥罗文准脆性断裂理论100

（二）奥罗文准脆性断裂的能量平衡理论102

四、伊尔文线弹性断裂力学理论104

（一）伊尔文对于断裂问题的研究与断裂力学的创立104

（二）对于裂纹体应力和应变场的线弹性分析104

（三）几个问题的讨论107

（四）伊尔文裂纹扩展力的理论计算与实验标定公式109

（五）裂纹扩展力GI的实验标定法112

参考文献114

（二）格里菲斯裂纹在单向拉伸加载下的应力计算公式115

（一）格里菲斯古典裂纹问题及其解法115

一、格里菲斯古典裂纹问题的保角映射解法115

第六章 在裂纹前缘区内的应力和位移115

（三）格里菲斯裂纹在单轴拉伸加载下应力的确定117

（四）格里菲斯裂纹位移分量的确定119

二、裂纹应力分析的魏斯特高尔德方法120

（一）魏斯特高尔德裂纹分析的复变函数方法120

（二）Ⅰ型裂纹的应力和位移121

（三）Ⅱ型裂纹的应力与位移124

（四）Ⅲ型裂纹的应力与位移125

三、二维裂纹问题应力分析的本征值方法126

（一）本征值的确定……………………………………………126

（二）极座标应力分量的确定……………………129

（三）位移极座标分量的确定130

（四）直角座标应力分量的确定131

（五）位移直角座标分量的确定133

（六）反平面裂纹问题（Anti-Planc Crack Problems）134

四、威廉斯裂纹应力分析的无穷级数法137

（一）威廉斯无穷级数法的最初表达式137

（二）威廉斯无穷级数法的又一种表达式141

参考文献…………………………………………145

第七章 脆性断裂参量——应力强度因子K的计算方法146

一、应力强度因子K的意义与计算方法146

（一）应力强度因子K的意义146

（二）应力强度因子K的计算方法147

二、确定应力强度因子K的应力集中方法148

（一）伊尔文-骆伊伯的应力强度因子的普遍公式…………148

（二）无限与半无限裂纹板在拉伸应力加载下的应力强度因子KI149

（三）有两个对称U形切槽的无限长板在单轴拉伸？加载下的应力强度因子KI151

（四）哈-古两氏应力强度因子的应力集中法＊［5］152

三、魏斯特高尔德应力强度因子Ki的复变函数方法156

（一）魏斯特高尔德应力强度因子K i的普遍计算公式156

（二）中央裂纹无限板的应力强度因子Ki的计算157

（三）魏斯特高尔德应力强度因子普遍计算公式在工程实际问题中的应用157

四、计算应力强度因子Ki的保角映射法162

（一）映射函数w（ζ）与应力强度因子Ki的计算公式162

（二）平面复合型应力强度因子K公式的应用164

（三）几个二维裂纹问题的应力强度因子［7.8］165

五、确定应力强度因子的本征值方法［3］167

（一）平面复合型裂纹应力强度因子K的普遍基本公式167

（二）平面复合型应力强度因子K的确定168

（三）反平面裂纹问题的应力强度因子172

六、确定应力强度因子的边界配置法174

（一）边界配置法的意义与应力函数174

（二）在边界配置法里应力函数及其导数以及应力分量的准确解和近似解176

（三）线性代数方程组的建立181

（四）三点弯曲试样应力强度因子KI的计算185

（一）无限板中央裂纹问题的计算结果190

七、二维裂纹问题应力强度因子的计算结果190

（二）半无限板边裂纹问题的计算结果192

（三）有限板裂纹问题的计算结果193

（四）圆柱拉伸杆的圆周裂纹问题196

八、表面裂纹的应力强度因子197

（一）表面裂纹问题概论197

（二）伊尔文关于平面半椭圆形表面裂纹K的近似解198

（三）钮曼表面裂纹的断裂分析199

参考文献204

一、裂纹尖端塑性区的形状和尺寸206

（一）在二维裂纹体裂纹前沿区里一点的应力状态206

第八章　裂纹尖端塑性区与塑性区修正法206

（二）在冯米塞斯准则下裂纹尖端塑性区的形状和尺寸［1］207

（三）在托雷斯加塑性准则下塑性区的形状和尺寸210

（四）在Ⅱ型和Ⅲ型加载下裂纹前沿的塑性区211

二、伊尔文塑性修正法里的塑性区212

（一）在伊尔文塑性区修正法里的塑性区模型212

（二）在平面应力状态下塑性区尺寸的确定213

（三）伊尔文平面应变状态塑性区尺寸的确定214

（四）在平面应变及切槽屈服应力下塑性区尺寸的确定215

三、伊尔文塑性区修正法216

（一）伊尔文塑性区修正法里的分析公式216

（二）对断裂参量K塑性区修正的逐步逼近计算法217

（三）断裂参量塑性区修正的图解法221

（四）伊尔文关于Kc和KIc塑性区修正值的分析公式225

四、达格德尔的塑性区修正法227

（一）达格德尔塑性区尺寸的确定227

（二）达格德尔断裂参量塑性区修正法228

五、估计到材料硬化影响的塑性区修正法231

（一）对塑性区修正法的三种不同的观点231

（二）估计到材料硬化性质对塑性区修正法的影响232

（三）对裂纹扩展力的塑性区修正法234

（四）对塑性区修正法三种观点的简短评论240

参考文献240