断裂与损伤力学

图书标准信息

• 作者 张行 编
• 出版社 北京航天航空大学出版社
• 出版时间 2006-04
• 版次 1
• ISBN 9787810776318
• 定价 52.00元
• 装帧 平装
• 开本 32开
• 纸张 胶版纸
• 页数 656页
• 字数 575千字
• 丛书 国防科工委十五规划专著

【内容简介】

　　《断裂与损伤力学》是反映作者科研成果的学术专著。其内容包括：二维驻止裂纹断裂力学解析变分解法；三维驻止裂纹断裂力学能量差率闭合解法；扩展裂纹断裂力学问题的损伤力学分析；材料抗断裂性能中尺寸效应的理论分析；复合材料层合结构分层问题的断裂力学分析。此外，为了方便读者，本书还扼要介绍了断裂力学与损伤力学的基本原理。以上关于断裂力学方面的创新成果曾获国家级科技进步三等奖与部委级科技进步一、二等奖。
　　本专著适用于从事飞行器及地面设备结构损伤容限与耐久性设计的工程技术人员、科研人员以及固体力学、航空航天与机械等专业的研究生。

【目录】

第1章二维线弹性断裂力学分析的解析方法
1.1弹性理论平面问题力法支配方程
1.1.1平衡方程、相容方程与本构关系
1.1.2应力函数与力法支配方程
1.2弹性理论平面问题的复变函数通解
1.2.1应力函数的复变函数表达式
1.2.2应力分量的复变函数表达式
1.2.3位移分量的复变函数表达式
1.3含内部裂纹有限大板的通解
1.3.1满足裂纹表面静力边界条件的解答
1.3.2满足围绕裂纹位移单值条件的解答
1.3.3裂纹尖端近场解与应力强度因子
1.4含内部裂纹无限大板的特解
1.4.1满足无限远处静力边界条件的解答
1.4.2应力分量的全场解
1.4.3位移分量的全场解
1.4.4应力强度因子的表达式
1.5含内部裂纹的反平面问题
1.5.1反平面问题位移法支配方程与通解
1.5.2满足裂纹表面静力边界条件的解答
1.5.3满足围绕裂纹位移单值条件的解答
1.5.4裂纹尖端近场解与应力强度因子
1.5.5无限大棱柱体特解
参考文献
第2章二维应力强度因子的能量差率解法
2.1能量差率及其与应力强度因子的关系
2.1.1应变能差率与总势能差率
2.1.2能量差率与应力强度因子的关系
2.2均匀受载含内部裂纹无限大板能量差率解法
2.2.1能量差率解法支配方程
2.2.2应力强度因子的求解
2.3任意受载含内部裂纹能量差率解法
2.3.1对称情况下应力强度因子的解法
2.3.2非对称情况下应力强度因子的解法
2.4双悬臂梁应力强度因子能量差率解法
2.4.1不计根部效应的情况
2.4.2计及根部效应的情况
2.5平面问题应力强度因子的刚度导数解法
2.5.1张开型裂纹情况
2.5.2复合型裂纹情况
参考文献
第3章二维应力强度因子边界配位解法
3.1平面问题极坐标系分离变量解法
3.1.1平面问题极坐标系基本方程
3.1.2极坐标系基本方程通解
3.2含边缘裂纹有限大板的通解
3.2.1满足裂纹表面边界条件的解答
3.2.2应力分量的全场解与近场解
3.3应力强度因子的边界配位解法
3.3.1裂纹以外的边界条件
3.3.2应力强度因子的边界配位解法
3.4标准试样应力强度因子的表达式
3.4.1三点弯曲试样
3.4.2紧凑拉伸试样
参考文献
第4章二维应力强度因子的解析变分解法——各向同性板
4.1各向同性平面问题位移法支配方程及其通解
4.1.1平面问题位移法支配方程
4.1.2支配方程的复变函数通解
4.2含边缘裂纹有限大板的解析变分解法
4.2.1满足裂纹表面边界条件的解答
4.2.2含边缘裂纹板的应力场
4.2.3含边缘裂纹板的位移场
4.2.4以位移法为基础的总势能原理
4.2.5应力强度因子的解析变分解法
4.2.6边缘裂纹情况解析变分解法
4.3含内部裂纹有限大板的解析变分解法
4.3.1满足裂纹表面边界条件的解答
4.3.2满足位移单值条件的解答
4.3.3应力强度因子的解析变分解法
4.4含孔边单侧裂纹有限大板的解析变分解法
4.4.1含孔边单侧裂纹板应力场与位移场
4.4.2应力场与位移场解析变分解法
4.5含孔边双侧不等长裂纹有限大板解析变分解法
4.5.1含孔边双侧裂纹板应力场与位移场
4.5.2应力场与位移场最小二乘解法
4.5.3收敛试验
4.5.4计算结果
参考文献
第5章二维应力强度因子的解析变分解法—含边缘裂纹各向异性板
5.1各向异性平面问题支配方程及其复变函数通解
5.1.1各向异性平面问题支配方程
5.1.2通解的复变函数表达式
5.2含边缘裂纹有限大板的解析变分解法
5.2.1满足裂纹表面边界条件的解析解
5.2.2满足绕钉孔位移单值条件与合力边界条件的解析表达式
5.2.3应力强度因子的解析变分解法
5.2.4数值计算的实例与系统结果
5.3含边缘裂纹有限大板的解析广义变分解法
5.3.1广义变分方法
5.3.2数值计算的实例与系统结果
5.4含边缘裂纹有限大板的解析分区广义变分解法
5.4.1分区广义变分方法
5.4.2数值计算的实例与系统结果
参考文献
第6章二维应力强度因子的解析变分解法——含内部裂纹各向异性板
6.1单块平板孔边裂纹情况
6.1.1单块平板孔边裂纹问题的支配方程
6.1.2单块平板孔边裂纹情况的解析变分解法
6.1.3单块平板孑L边裂纹情况的数值计算实例和系统计算结果
6.2加劲平板孔边裂纹情况
6.2.1被加劲板的一般表达式
6.2.2加劲环的一般表达式
6.2.3加劲平板孔边裂纹情况的解析变分解法
6.2.4各向异性理论应用于各向同性情况的研究
6.2.5铆接加劲平板孔边裂纹问题的解法
6.2.6解析变分方法的收敛性验证
6.2.7加劲平板孔边裂纹情况的系统数值计算结果
参考文献
第7章三维应力强度因子能量差率闭合解法——张开型裂纹
7.1含全椭圆裂纹无限大体应力强度因子能量差率闭合解法
7.1.1裂纹张开位移与三维应力强度因子
7.1.2广义裂纹张开位移的基本微分方程式
7.1.3基本方程的封闭解法
7.2含对称裂纹三维有限大体应力强度因子能量差率闭合解法
7.2.1裂纹张开位移与三维应力强度因子
7.2.2裂纹张开位移的基本微分方程式
7.2.3基本方程的封闭解法
7.2.4裂纹张开位移模态
7.2.5典型算例
7.3含偏心裂纹三维有限大体应力强度因子能量差率闭合解法
7.3.1裂纹张开位移与三维应力强度因子
7.3.2广义裂纹张开位移的基本微分方程式
7.3.3基本方程的封闭解法
7.3.4裂纹张开位移模态
7.3.5典型算例
7.4含孔边裂纹圆管应力强度因子能量差率闭合解法
7.4.1裂纹张开位移与三维应力强度因子
7.4.2裂纹张开位移幅值的基本微分方程式、
7.4.3基本方程的封闭解法
7.4.4裂纹张开位移模态
7.4.5典型算例
参考文献
第8章三维应力强度因子能量差率闭合解法——剪切型裂纹
8.1含全椭圆剪切型裂纹无限大体应力强度因子能量差率闭合解法
8.1.1裂纹表面位移与三维应力强度因子
8.1.2广义裂纹表面位移幅值的基本微分方程式
8.1.3基本方程的封闭解法
8.2含剪切型裂纹三维有限大体应力强度因子能量差率闭合解法一般原理
8.2.1裂纹表面位移与三维应力强度因子
8.2.2广义裂纹表面位移幅值的基本微分方程式
8.2.3基本方程的封闭解法
8.2.4裂纹表面位移模态
8.2.5典型算例
8.3含偏心裂纹三维有限大体应力强度因子能量差率闭合解法
8.3.1裂纹表面位移与三维应力强度因子
8.3.2广义裂纹表面位移幅值的基本微分方程式
8.3.3基本方程的封闭解法
8.3.4裂纹表面位移模态
8.3.5典型算例
8.4含孔边裂纹圆管应力强度因子能量差率闭合解法
8.4.1裂纹表面位移与三维应力强度因子
8.4.2广义裂纹表面位移幅值的基本微分方程式
8.4.3基本方程的封闭解法
8.4.4裂纹表面位移模态
8.4.5典型算例
参考文献
第9章宏观损伤力学本构理论简介
9.1计及损伤耦合效应的本构关系
9.1.1各向同性损伤情况
9.1.2各向异性损伤情况
9.2损伤热力学与损伤演化方程
9.2.1损伤热力学
9.2.2损伤驱动力
9.2.3损伤演化准则
9.2.4损伤演化方程——时间型
9.2.5损伤演化方程——循环型
9.2.6疲劳寿命预估与材质参数确定
9.2.7损伤力学基本方程与边界条件
参考文献
第10章疲劳裂纹尖端场的弹性损伤渐近分析
10.1线弹性损伤本构关系
10.1.1计及损伤耦合效应的应力一应变关系
10.1.2损伤演化方程
10.2渐近场基本方程
10.2.1变形相容方程
10.2.2损伤演化协调条件
10.3边界条件和解法
10.3.1边界条件
10.3.2求解方法
10.4参数研究
10.4.1奇异性阶次
10.4.2过程区形状
10.5疲劳裂纹扩展
10.5.1区间连续条件
10.5.2裂纹扩展速率
10.6结论
参考文献
第11章疲劳裂纹尖端场的弹塑性损伤渐近分析
11.1弹塑性损伤本构关系
11.1.1计及损伤耦合效应的应力一应变关系
11.1.2损伤演化方程
11.2渐近场基本方程
11.2.1变形相容方程
11.2.2损伤演化协调条件
11.3边界条件和解法
11.3.1边界条件
11.3.2求解方法
11.4参数研究
11.4.1奇异性阶次
11.4.2过程区形状
11.5裂纹扩展速率
11.5.1区间连续条件
11.5.2裂纹扩展速率
11.6结论
参考文献
第12章单调加载下扩展裂纹弹塑性损伤渐近分析
12.1弹塑性损伤本构关系
12.1.1计及损伤耦合效应的应力一应变关系
12.1.2损伤演化方程
12.2渐近场基本方程
12.2.1变形相容方程
12.2.2损伤演化协调条件
12.3边界条件及解法
12.3.1边界条件
12.3.2求解方法
12.4参数研究
12.4.1奇异性阶次
12.4.2过程区形状
12.5裂纹扩展规律
12.5.1区间连续条件
12.5.2裂纹扩展速率
12.6结论
参考文献
第13章材料抗断裂性能厚度效应的半工程一半理论研究
13.1材料断裂韧度与试样厚度关系
13.1.1引言
13.1.2材料断裂韧度与试样厚度关系的定性描述
13.1.3材料断裂韧度与试样厚度关系的定量分析
13.1.4材料常数∈与x的确定
13.1.5理论曲线与试验验证
13.1.6断裂韧度与试样厚度关系的进一步研究
13.1.7等效平面应变区与等效平面应力区概念
13.1.8结论
13.2裂纹扩展阻力曲线与剩余强度关系的理论研究
13.2.1引言
13.2.2裂纹扩展阻力曲线理论公式的推导
13.2.3材料常数m和a的确定
13.2.4裂纹扩展剩余强度的计算——解析法
13.2.5举例
13.2.6结论
13.3裂纹扩展阻力曲线与试样厚度关系研究
13.3.1引言
13.3.2裂纹扩展阻力曲线与试样厚度关系的理论公式
13.3.3裂纹扩展阻力曲线拟合
13.3.4曲线拟合
13.3.5举例
13.3.6结论
参考文献
第14章材料抗断裂性能厚度效应的理论研究
14.1含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论研究(一)——双待定函数法
14.1.1引言
14.1.2含裂纹板厚度效应的定性描述
14.1.3含裂纹板厚度效应的三维理论分析
14.1.4建立支配方程的变分方法
14.1.5裂纹尖端场
14.1.6支配方程组的求解
14.1.7边界条件
14.1.8厚度效应分析
14.1.9断裂韧度理论公式
14.1.10试验验证
14.1.11材料常数的统一拟合
14.1.12结论
14.2含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论研究(二)——三待定函数法
14.2.1引言
14.2.2含裂纹板厚度效应的三维理论分析
14.2.3建立支配方程的变分方法
14.2.4裂纹尖端场
14.2.5支配方程组的求解
14.2.6边界条件
14.2.7厚度效应分析
14.2.8断裂韧度理论公式
14.2.9试验验证
14.2.10结论
14.3含裂纹板裂纹扩展阻力曲线厚度效应的理论研究
14.3.1引言
14.3.2裂纹扩展阻力曲线与试样厚度关系的理论公式
14.3.3裂纹扩展阻力曲线拟合
14.3.4η曲线拟合
14.3.5举例
14.3.6结论
参考文献
第15章基于损伤力学的疲劳裂纹形成与扩展的统一研究
15.1损伤演化方程、损伤演化参量与初始损伤效应
15.1.1引言
15.1.2含损伤材料本构关系
15.1.3损伤演化方程
15.1.4理论疲劳曲线
15.1.5损伤参数确定
15.1.6算例
15.1.7初始损伤分布与概率疲劳曲线
15.1.8结论
15.2裂纹形成与扩展分析的损伤力学方法
15.2.1引言
15.2.2疲劳损伤耦合理论
15.2.3损伤力学——有限元法
15.2.4损伤演化方程参量确定
15.2.5裂纹形成与扩展寿命的损伤力学分析与验证
15.2.6结论
参考文献
第16章正交铺层层合板的二维分层力学研究
16.1反平面剪切型分层问题解析变分解法
16.1.1支配方程与复变函数通解
16.1.2基本条件与本征展开
16.1.3应力强度因子变分解法
16.2平面剪切型分层问题解析变分解法
16.2.1力学模型的建立
16.2.2应力与位移的复变函数表达式
16.2.3基本条件与本征展开
16.2.4应力强度因子变分解法
16.3复合材料层合板平面复合型分层问题解析变分解法
16.3.1力学模型的建立
16.3.2基本条件与本征展开
16.3.3应力强度因子变分解法
16.4振荡奇异性与小范围接触研究
16.4.1正交层板分层表面位移穿人区分析
16.4.2正交层板分层问题的接触区修正
参考文献
第17章斜交铺层层合板的二维分层力学研究
17.1反平面剪切型分层问题解析变分解法
17.1.1力学模型的建立
17.1.2支配方程与复变函数通解
17.1.3基本条件与本征展开
17.1.4应力强度因子变分解法
17.2平面复合型分层问题解析变分解法
17.2.1力学模型的建立
17.2.2支配方程与复变函数通解
17.2.3基本条件与本征展开
17.2.4应力强度因子变分解法
17.3平面剪切型分层问题解析变分解法
17.3.1力学模型的建立
17.3.2基本条件与本征展开
17.3.3应力强度因子变分解法
参考文献
第18章复合材料层合板三维分层力学研究
18.1层合直梁二维分层问题的解析解法与分层力学分析
18.1.1力学模型的建立
18.1.2支配方程与边界条件
18.1.3附加位移的解析解法
18.1.4分层力学分析
18.2层合平板三维分层问题的能量解法与分层力学分析
18.2.1附加位移的片条合成表达式
18.2.2附加位移的片条合成——能量解法
18.2.3附加位移的三角级数——能量解法
18.2.4含椭圆分层层合板分层力学分析的能量差率方法
参考文献
附录A各向异性边缘裂纹平面问题角分布函数在各向同性情况下的推广
附录B关于扩展裂纹尖端场中独立待定参量个数的分析
附录C关于扩展裂纹尖端场中塑性力学全量理论适用性的讨论