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第一篇 绪论1

第一章 综述1

1.1 材料力学与断裂力学1

1.2 裂纹对材料强度的影响4

1.3 Criffith能量平衡方法5

1.4 Irwin-Orowan对Criffith理论的修正7

1.5 应力强度方法7

1.6 裂纹尖端区的可塑性9

1.7 断裂韧性10

1.8 亚临界裂纹扩展10

习题12

2.1 概述13

第二章 弹性力学平面问题的基本理论13

第二篇 弹性力学基础13

2.2 应力分量的记号14

2.3 平面应力问题与平面应变问题15

2.4 平衡微分方程16

2.5 几何方程17

2.6 物理方程18

2.7 相容条件20

2.8 边界条件20

2.9 弹性力学平面问题的求解途径21

2.10 用应力表示的相容条件与应力函数22

2.11 用极坐标表示的平衡微分方程25

2.12 用极坐标表示的应力函数与相容条件26

习题28

2.13 用极坐标表示的物理方程和几何方程28

第三章 弹性力学中的复变函数方法29

3.1 复变数与复变函数29

3.2 复变函数的微分和积分30

3.3 复变解析函数及调和函数31

3.4 用复变函数表示平面问题的应力函数32

3.5 用Westergaard应力函数求解平面问题33

3.6 Muskhelishvili应力函数法36

习题39

第三篇 线弹性断裂力学40

第四章 裂纹尖端区域的应力场40

4.1 概述40

4.2 裂纹及其分类40

4.3 Ⅰ型裂纹尖端区域的应力场41

4.4 Ⅱ型裂纹尖端区域的应力场47

4.5 Ⅲ型裂纹尖端区域的应力场49

习题53

第五章 应力强度因子54

5.1 概述54

5.2 确定应力强度因子的解析法55

5.3 确定应力强度因子的数值法70

5.4 确定应力强度因子的实测法80

5.5 应力强度因子K1的塑性区修正82

5.6 应力强度因子断裂准则91

5.7 线弹性断裂力学的适用范围94

习题96

6.1 弹性系统的总势能101

第六章 能量原理101

6.2 Griffith理论102

6.3 Irwin-Orowan理论103

6.4 能量释放率及其断裂准则104

6.5 Irwin-Kies关系104

6.6 G与K的关系106

6.7 确定应力强度因子的柔度法108

6.8 裂纹扩展阻力(R)曲线的概念110

习题112

第七章 平面应变断裂韧度K1c的测试113

7.1 测定K1c的标准方法113

7.2 测定K1c的表面裂纹法126

习题130

8.2 最大周向应力理论(σθ准则)131

第八章 复合型裂纹的脆性断裂理论131

8.1 概述131

8.3 能量释放率理论(G准则)134

8.4 应变能密度因子理论(S准则)138

8.5 工程上应用的复合型裂纹断裂准则143

习题145

第四篇 弹塑性断裂力学147

第九章 COD理论148

9.1 Irwin小范围屈服条件下的COD148

9.2 D-B带状塑性区模型的COD148

9.3 全面屈服条件下的COD152

9.4 COD准则的工程应用154

9.5 临界COD的实验测定157

习题160

第十章 J积分理论161

10.1 J积分的回路积分定义及其守恒性161

10.2 J积分与裂纹尖端应力应变场163

10.3 J积分与能量释放率G的关系165

10.4 J积分与COD的关系166

10.5 J积分的形变功率定义168

10.6 J积分临界值J1c的测定171

10.7 JR阻力曲线法173

10.8 J主导条件177

10.9 J积分的计算及工程估算方法179

10.10 J控制裂纹扩展的条件及稳定性187

习题190

11.1 疲劳裂纹的发生和扩展192

第十一章 疲劳裂纹扩展192

第五篇 断裂力学在疲劳设计中的应用192

11.2 应力疲劳条件下裂纹扩展速率193

11.3 影响疲劳裂纹扩展速率的因素195

11.4 疲劳裂纹扩展速率da/dN的测试198

11.5 应变疲劳条件下裂纹扩展速率200

11.6 应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳201

11.7 疲劳裂纹扩展寿命的估算203

习题206

附录 常用应力强度因子表207

附录1 应力强度因子207

附录2 第一、二类完整椭圆积分表218

附录3 附表1中的B、C参数值(对于钢取μ=0.3)219

参考文献220