工程斷裂力學

內容概要

《工程斷裂力學》系統(tǒng)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試驗測定和工程應用。其中，簡單介紹了斷裂力學的歷史背景和發(fā)展前景，重點介紹了線彈性斷裂力學和疲勞裂紋擴展與斷裂，同時介紹了當今先進的設計思想理念，即結構完整性設計(重點介紹損傷容限設計)方法和斷裂力學在金屬結構中的應用?！豆こ虜嗔蚜W》可作為本科生教材，亦可作為非力學專業(yè)研究生教材，并可供從事航空、土建、機械和交通等工程領域的科技人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論
 1.1 斷裂力學的產(chǎn)生和發(fā)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 線彈性裂紋尖端場
 2.2 應力強度因子
 2.3 能量原理
 2.4 脆性斷裂的K準則
 2.5 裂紋頂端的塑性區(qū)
 2.6 平面應力斷裂和R曲線
 2.7 平面應力問題的工程概念
 習 題
 參考文獻
第3章 復合型脆性斷裂
 3.1 最大環(huán)向拉應力理論
 3.2 能量釋放率理論
 3.3 應變能密度因子理論
 3.4 復合型脆性斷裂的工程判據(jù)
 習 題
 參考文獻
第4章 彈塑性斷裂力學
 4.1 了積分理論
 4.2 裂紋頂端張開位移(COD)
 4.3 J積分與COD的關系
 4.4 穩(wěn)定擴展的裂紋
 習 題
 參考文獻
第5章 斷裂力學實驗
 5.1 平面應變斷裂韌度Kic的測試
 5.2 表面裂紋斷裂韌度Kic的測試
 5.3 平面應力斷裂韌度Kc的測試
 5.4 應力強度因子K的柔度標定法
 5.5 臨界裂紋張開位移δc的測試
 5.6 臨界J積分值Jic的測定
 習 題
 參考文獻
第6章 疲勞裂紋擴展
 6.1 概 述
 6.2 恒幅疲勞載荷下裂紋的擴展規(guī)律
 6.3 影響疲勞裂紋擴展的主要因素
 6.4 變幅載荷下裂紋擴展分析
 6.5 小裂紋疲勞擴展的特點
 6.6 應力腐蝕和腐蝕疲勞裂紋擴展
 6.7 應變疲勞
 習 題
 參考文獻
第7章 斷裂力學在金屬結構設計中應用
 7.1 飛機結構損傷容限設計
 7.2 焊接結構斷裂安全設計
 7.3 壓力容器與管子的斷裂安全設計
 習題
 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   3）長裂紋擴展壽命計算 長裂紋擴展階段是指裂紋由2 mm到斷裂或快速擴展之前的壽命。長裂紋擴展壽命計算方法建立在線彈性斷裂力學的基礎之上，裂紋擴展分析的基本參量是應力強度因子。裂紋擴展速率方程有Paris公式、Walker公式、Forman公式等。譜載荷下采用改進的Willenberg模型計算裂紋擴展速率。對每次載荷循環(huán)引起的裂紋擴展量Aa進行疊加，當裂紋長度達到臨界裂紋長度ac時就認為構件達到了其疲勞壽命。 以上主要介紹等幅載荷譜作用下的疲勞全壽命分析方法，對于譜載荷情況，必須在各階段分別考慮譜載荷影響來計算各階段壽命。這種疲勞全壽命分析方法的優(yōu)點在于，把裂紋形成壽命和裂紋擴展壽命分開，給出裂紋可能出現(xiàn)的時機，為制定檢查周期提供理論指導；同時這種計算方法對結構損傷容限和耐久性設計具有實用意義。 6.6 應力腐蝕和腐蝕疲勞裂紋擴展 6.6.1 應力腐蝕 1.應力腐蝕開裂 應力腐蝕開裂（Stress Corrosion Cracking，SCC）是指承受應力的材料在特定腐蝕環(huán)境下產(chǎn)生滯后開裂，甚至發(fā)生滯后斷裂的現(xiàn)象。應力腐蝕開裂一般是在非常低的應力和非常弱的腐蝕介質作用下產(chǎn)生的，在如此低的應力下，如果沒有腐蝕介質的聯(lián)合作用，構件一般是不會破壞的。同樣，在這樣弱的腐蝕介質中，如果沒有應力的聯(lián)合作用，一般也不會發(fā)生破壞。另外，通常應力腐蝕開裂指的是僅受靜應力或非常緩慢變化應力作用下的破壞。 應力腐蝕開裂屬于脆性損傷。即使延性很好的材料，其SCC斷口宏觀形態(tài)仍顯示明顯的脆性斷裂特征，即斷口平直，并與正應力垂直，沒有明顯的塑性變形，頸縮也不明顯，斷口表面裂紋源及擴展區(qū)通常呈黑褐色（鋼基）或深灰色（鋁基）。其原因是腐蝕產(chǎn)物覆蓋著斷口表面，并且離源區(qū)越近，腐蝕產(chǎn)物越多；同時，斷口表面腐蝕狀況還與電化學腐蝕條件及應力腐蝕機制有關。應力腐蝕開裂起源于表面，一般為多源，起源處的材料表面一般存在腐蝕坑，應力腐蝕開裂與機械斷裂過渡區(qū)斷口上常出現(xiàn)放射性花樣或“人”字紋，最后失穩(wěn)斷裂（機械斷裂）區(qū)為銀灰色。 應力腐蝕開裂具有以下共同特點： ①拉應力是產(chǎn)生應力腐蝕開裂的必要條件。

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《普通高校"十二五"規(guī)劃教材:工程斷裂力學》可作為本科生教材，亦可作為非力學專業(yè)研究生教材，并可供從事航空、土建、機械和交通等工程領域的科技人員參考。

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