斷裂力學中的數值計算方法及工程應用

內容概要

本書系統(tǒng)地介紹了斷裂力學中的數值計算方法及工程應用背景。全書共分六章。在第一章中，介紹了斷裂力學中的三個主要參數(應力強度因子、J積分和應變能釋放率)以及各自對應的數值計算方法，并通過一個典型例題詳細講解了實施這些數值計算方法的具體過程。在第二章中，講解了啞節(jié)點斷裂單元的基本思想，同時給出基于商業(yè)有限元軟件ABAQUS的用戶自定義單元子程序，供讀者參考使用。在第三章和第四章中，分別介紹了針對線狀裂紋和面狀裂紋的虛擬裂紋閉合法。該方法具有對有限元網格尺寸不敏感和對裂紋尖端無需特殊單元處理的優(yōu)點，體現了計算精度和計算效率的有效平衡。在第五章中，通過一系列具體例題，討論如何應用虛擬裂紋閉合法對典型斷裂問題進行分析，包括界面裂紋與彎折裂紋、沖擊載荷下裂紋的響應、動靜態(tài)裂紋擴展以及疲勞裂紋擴展等專題。在第六章中，總結了虛擬裂紋閉合法的工程應用情況，涉及材料(金屬材料、復合材料等)的斷裂分析、粘接接頭和加強構件的斷裂評價、載荷效應和溫度效應以及微機電器件的失效等。以上內容基本上涵蓋了斷裂力學數值方法的理論基礎、計算程序和應用背景等。

書籍目錄

序前言第一章  斷裂參數的數值計算方法  1.1  斷裂力學中的主要參數  1.2  斷裂模式與裂紋類型  1.3  有限寬中心裂紋板及其閉合解  1.4  應力強度因子與外推法  1.5  J積分與等效積分區(qū)域法  1.6  應變能釋放率與虛擬裂紋法第二章  啞節(jié)點斷裂單元  2.1  ABAQUS自定義單元子程序UEL  2.2  虛擬裂紋閉合法的子程序  2.3  外推法的子程序  2.4  等效積分區(qū)域法的子程序第三章  線狀裂紋的虛擬裂紋閉合法  3.1  虛擬裂紋閉合法的數學解釋  3.2  平面內任意線狀裂紋的斷裂單元  3.3  經典Ⅰ型問題上的應用  3.4  復合型斷裂問題  3.5  高階單元和奇異單元  3.6  空間中任意線狀裂紋的處理第四章  面狀裂紋的虛擬裂紋閉合法  4.1  面狀裂紋的基本計算公式  4.2  面狀裂紋的啞節(jié)點斷裂單元  4.3  啞節(jié)點斷裂單元的使用與例題  4.4  高階單元和板殼單元  4.5  網格的正交性  4.6  空間中任意面狀裂紋的處理第五章  若干斷裂專題問題  5.1  彎折裂紋與界面裂紋  5.2  裂紋對沖擊載荷的響應  5.3  靜態(tài)裂紋擴展問題  5.4  動態(tài)運動裂紋問題  5.5  疲勞裂紋擴展問題第六章  虛擬裂紋閉合法的應用  6.1  復合材料的斷裂分析  6.2  其他材料的斷裂分析  6.3  加強構件的斷裂分析與評價  6.4  動態(tài)載荷與循環(huán)載荷作用下的斷裂響應  6.5  溫濕效應和熱載荷  6.6  電子封裝與壓電材料  6.7  雜例參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 斷裂參數的數值計算方法1.1 斷裂力學中的主要參數斷裂力學中有三個最為基本的參數，即應力強度因子（SIF，K）、路徑無關積分（J積分，J）和應變能釋放率（SERR，G）。應力強度因子描述了彈性裂紋尖端應力場的強弱，此參數的引入消除了由裂紋引起的應力奇異性所帶來的數學上的困擾，它的計算依賴于裂紋前端的局部應力場。J積分和應變能釋放率則是基于能量的參數。J積分描述的是由于裂紋的存在所吸收的能量，而應變能釋放率描述的則是產生新裂紋面所需要的能量。對于線彈性材料而言，這三個參數完全可以通過材料常數聯(lián)系起來，并且J積分和應變能釋放率是等價的。針對上述三個基本斷裂參數，眾多學者付出了相當大的努力來探索求解它們的方法。對于一些含裂紋的特殊構型，學者們求得了閉合形式的解（以公式、曲線或圖表的形式表達出來）。這些應力強度因子的解已經匯編成了幾本應力強度因子手冊供工程師參考使用。

編輯推薦

《斷裂力學中的數值計算方法及工程應用》:國家科學技術學術著作出版基金

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    斷裂力學中的數值計算方法及工程應用 PDF格式下載

---