断裂力学及其工程应用

绪论
第一章 线弹性断裂力学
1.1 裂纹及其对强度的影响
1.1.1 裂纹的分类
1.1.2 裂纹对材料强度的影响
1.1.3 探伤结果与裂纹尺寸的换算

1.2 能量释放率断裂理论
1.2.1 Griffith理论
1.2.2 Orowan嘲理论
1.2.3 能量释放率及其断裂判据

1.3 应力强度因子断裂理论
1.3.1 裂纹尖端区域的应力场和位移场
1.3.2 应力强度因子断裂判据
1.3.3 深埋裂纹与表面裂纹问题
1.3.4 K判据的工程应用实例
1.3.5 G与K的关系

1.4 裂纹尖端的塑性区及K因子的塑性修正
1.4.1 屈服判据
1.4.2 裂纹前端屈服区的大小
1.4.3 塑性区修正

第二章 复合型裂纹
2.1 最大周向应力准则
2.2 能量释放率准则
2.3 应变能密度因子准则
2.4 工程上应用的近似断裂判据

第三章 弹塑性断裂力学
3.1 COD理论
3.1.1 COD定义及COD判据
3.1.2 D-B带状屈服区模型的COD
3.1.3 全面屈服条件下的COD
3.1.4 CDD判据的工程应用

3.2 J积分理论
3.2.1 J积分的回路积分定义及其守恒性
3.2.2 J与G以及COD的关系
3.2.3 J积分的形变功率定义
3.2.4 J积分的计算及工程估算方法

第四章 常用断裂参数的测试
4.1 平面应变断裂韧度KIc的测试
4.1.1 试样制备
4.1.2 测试装置
4.1.3 测试步骤
4.1.4 试验结果的处理

4.2 临界COD的实验测定
4.3 J积分的实验测定方法
4.3.1 J积分的实验标定
4.3.2 JR阻力曲线法

第五章 疲劳问题
5.1 疲劳裂纹的形成及扩展
5.1.1 疲劳裂纹的形成
5.1.2 疲劳裂纹的扩展
5.1.3 高周疲劳与低周女

5.2 疲劳裂纹扩展速率
5.3 影响疲劳裂纹扩展速率的因素
5.3.1 平均应力σm的影响
5.3.2 过载峰的影响
5.3.3 其它影响因素
5.4 应变疲劳
5.5 疲劳裂纹扩展寿命的估算
5.6 应力腐蚀及腐蚀疲劳

第六章 防脆断设计
6.1 几种主要的防脆断设计方法
6.1.1 基于KIc的设计方法
6.1.2 许用缺陷尺寸设计方法
6.1.3 压力容器的缺陷评定
6.1.4 压力容器的“先漏后破”(LBB)设计方法
6.1.5 按脆性转变温度设计的方法
6.1.6 小结
6.2 应用实例

第七章 弹塑性断裂分析工程方法
7.1 EPRI方法及其应用
7.1.1 方法简介
7.1.2 典型带缺陷结构的弹塑性解

7.2 裂纹推动力图及其应用
7.2.1 裂纹推动力图的制作方法
7.2.2 裂纹推动力图的性质
7.2.3 裂纹推动力图的工程应用

7.3 稳定评定图及其应用
7.3.1 稳定评定图的制作
7.3.2 稳定评定图的性质
7.3.3 稳定评定图的应用

第八章 断裂质量控制
8.1 材料评定
8.1.1 冶金因素对断裂韧性的影响
8.1.2 材料的断裂机理图

8.2 用断裂力学方法评定热处理工艺
8.3 焊接工艺的评定
8.3.1 焊接缺陷及其评定标准
8.3.2 焊缝形状等因素对应力强度因子及疲劳寿命的影响
8.3.3 焊接残余应力及其影响

8.4 检查与维修
8.4.1 用断裂力学方法进行质量保证和检查
8.4.2 维修缺陷尺寸的确定
8.4.3 维修周期的确定

第九章 概率断裂力学(PFM)
9.1 工程结构的可靠性及概率断裂力学
9.2 概率断裂力学的设计方法
9.3 PFM中主要参数的统计性质
9.3.1 裂纹检测概率
9.3.2 缺陷尺寸的统计分布
9.3.3 断裂韧性的概率统计性质
9.3.4 疲劳裂纹扩展速率的概率特性
9.4 PFM在防疲劳断裂中的应用
9.5 蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟方法
9.5.1 Monte Carlo方法简述
9.5.2 Monte Carlo方法在疲劳寿命预测中的应用
附录
附录A 正态分布表
附录B 第一、二类完整椭圆积分表
附录C 常用应力强度因子表
参考文献