斷裂力學及其工程應用

《斷裂力學及其工程應用》介紹了斷裂力學的基本理論和工程應用方法。全書共九章，1～5章主要闡述了線彈性斷裂力學的基本原理和計算方法，彈塑性斷裂力學的基本理論，疲勞裂紋擴展，以及常用斷裂參數的標準測試方法。6—9章介紹了防止結構脆性斷裂和延性斷裂的工程實際設計方法和分析手段，以及用斷裂力學進行工藝評定和質量控制以防止斷裂的方法，並對概率斷裂力學及蒙特卡洛方法進行了簡單介紹。

《斷裂力學及其工程應用》可作為高等工科院校機械、動力和力學專業本科生與研究生的斷裂力學課程教材，也可供有關專業的工程技術人員使用。 ^[1] 

《斷裂力學及其工程應用》可作為高等工科院校機械、動力和力學專業本科生與研究生的斷裂力學課程教材，也可供有關專業的工程技術人員使用。

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李慶芬，女，1944年生，遼寧省遼中縣人。1968年畢業於哈爾濱軍事工程學院空軍系航空發動機專業，同年分配到水電部一局工地勞動，1973年調入哈爾濱船舶工程學院任教，1980年任講師，1986年任副教授，1992年任教授，1995年任博士生導師。省八屆政協常委。1980年——1982年作為我國首批訪問學者赴澳大利亞悉尼大學，又於1996年作為高級訪問學者赴英國格拉斯哥大學。在斷裂力學等方面的研究成果有創新和獨到之處，受到國內外同行的重視。在《工程斷裂力學》（美國）、《材料與設計》（英國）、《固體力學學報》（中國）等國內外一流學術刊物上發表論文50餘篇，其中被國際權威檢索刊物（SCI和EIEI）摘引41篇次。主編了《斷裂力學及其工程應用》一書，主審了《數控技術》一書。負責或參加過“國家自然科學基金”、“中船總基金”、“黑龍江省自然科學基金”等10餘項科研項目，多項已通過國家級或省部級鑑定。獲省部級科技進步二等獎3項，三等獎2項。講授過研究生及本科生課7門，多次獲教學優秀獎。指導博士生十餘名，碩士生20餘名。1993年起享受政府特殊津貼，1996年評為中船總公司“有突出貢獻中青年專家”，1997年被國家人事部及國家教委評為“全國優秀留學回國人員”稱號。曾在《散文》、《散文世界》、《中國教育報》等刊物發表過多篇文章，有的被收入中學課本。

緒論

第一章 線彈性斷裂力學

1.1 裂紋及其對強度的影響

1.1.1 裂紋的分類

1.1.2 裂紋對材料強度的影響

1.1.3 探傷結果與裂紋尺寸的換算

1.2 能量釋放率斷裂理論

1.2.1 Griffith理論

1.2.2 Orowan嘲理論

1.2.3 能量釋放率及其斷裂判據

1.3 應力強度因子斷裂理論

1.3.1 裂紋尖端區域的應力場和位移場

1.3.2 應力強度因子斷裂判據

1.3.3 深埋裂紋與表面裂紋問題

1.3.4 K判據的工程應用實例

1.3.5 G與K的關係

1.4 裂紋尖端的塑性區及K因子的塑性修正

1.4.1 屈服判據

1.4.2 裂紋前端屈服區的大小

1.4.3 塑性區修正

第二章 複合型裂紋

2.1 最大周嚮應力準則

2.2 能量釋放率準則

2.3 應變能密度因子準則

2.4 工程上應用的近似斷裂判據

第三章 彈塑性斷裂力學

3.1 COD理論

3.1.1 COD定義及COD判據

3.1.2 D-B帶狀屈服區模型的COD

3.1.3 全面屈服條件下的COD

3.1.4 CDD判據的工程應用

3.2 J積分理論

3.2.1 J積分的迴路積分定義及其守恆性

3.2.2 J與G以及COD的關係

3.2.3 J積分的形變功率定義

3.2.4 J積分的計算及工程估算方法

第四章 常用斷裂參數的測試

4.1 平面應變斷裂韌度KIc的測試

4.1.1 試樣製備

4.1.2 測試裝置

4.1.3 測試步驟

4.1.4 試驗結果的處理

4.2 臨界COD的實驗測定

4.3 J積分的實驗測定方法

4.3.1 J積分的實驗標定

4.3.2 JR阻力曲線法

第五章 疲勞問題

5.1 疲勞裂紋的形成及擴展

5.1.1 疲勞裂紋的形成

5.1.2 疲勞裂紋的擴展

5.1.3 高周疲勞與低周女

5.2 疲勞裂紋擴展速率

5.3 影響疲勞裂紋擴展速率的因素

5.3.1 平均應力σm的影響

5.3.2 過載峯的影響

5.3.3 其它影響因素

5.4 應變疲勞

5.5 疲勞裂紋擴展壽命的估算

5.6 應力腐蝕及腐蝕疲勞

第六章 防脆斷設計

6.1 幾種主要的防脆斷設計方法

6.1.1 基於KIc的設計方法

6.1.2 許用缺陷尺寸設計方法

6.1.3 壓力容器的缺陷評定

6.1.4 壓力容器的“先漏後破”(LBB)設計方法

6.1.5 按脆性轉變温度設計的方法

6.1.6 小結

6.2 應用實例

第七章 彈塑性斷裂分析工程方法

7.1 EPRI方法及其應用

7.1.1 方法簡介

7.1.2 典型帶缺陷結構的彈塑性解

7.2 裂紋推動力圖及其應用

7.2.1 裂紋推動力圖的製作方法

7.2.2 裂紋推動力圖的性質

7.2.3 裂紋推動力圖的工程應用

7.3 穩定評定圖及其應用

7.3.1 穩定評定圖的製作

7.3.2 穩定評定圖的性質

7.3.3 穩定評定圖的應用

第八章 斷裂質量控制

8.1 材料評定

8.1.1 冶金因素對斷裂韌性的影響

8.1.2 材料的斷裂機理圖

8.2 用斷裂力學方法評定熱處理工藝

8.3 焊接工藝的評定

8.3.1 焊接缺陷及其評定標準

8.3.2 焊縫形狀等因素對應力強度因子及疲勞壽命的影響

8.3.3 焊接殘餘應力及其影響

8.4 檢查與維修

8.4.1 用斷裂力學方法進行質量保證和檢查

8.4.2 維修缺陷尺寸的確定

8.4.3 維修週期的確定

第九章 概率斷裂力學(PFM)

9.1 工程結構的可靠性及概率斷裂力學

9.2 概率斷裂力學的設計方法

9.3 PFM中主要參數的統計性質

9.3.1 裂紋檢測概率

9.3.2 缺陷尺寸的統計分佈

9.3.3 斷裂韌性的概率統計性質

9.3.4 疲勞裂紋擴展速率的概率特性

9.4 PFM在防疲勞斷裂中的應用

9.5 蒙特卡洛(Monte Carlo)模擬方法

9.5.1 Monte Carlo方法簡述

9.5.2 Monte Carlo方法在疲勞壽命預測中的應用

附錄

附錄A 正態分佈表

附錄B 第一、二類完整橢圓積分表

附錄C 常用應力強度因子表