第1章绪论1

1.1断裂力学的产生和发展1

1.2断裂力学的研究对象6

1.3断裂力学的研究内容7

参考文献8

第2章线弹性断裂力学10

2.1线弹性裂纹尖端场11

2.1.1含裂纹体平面问题的复变函数解法11

2.1.2无限大板含中心裂纹时的应力场和位移场14

2.2应力强度因子18

2.2.1应力强度因子的定义和物理含义18

2.2.2应力强度因子的计算方法21

2.2.3有限尺寸对应力强度因子的影响25

2.3能量原理28

2.3.1能量释放率28

2.3.2能量释放率G的计算或确定31

2.3.3能量释放率G与应力强度因子K的关系33

2.4脆性断裂的K准则34

2.4.1断裂韧度34

2.4.2脆性断裂与准脆性断裂35

2.5裂纹顶端的塑性区38

2.5.1Irwin塑性区模型38

2.5.2应力松弛的修正39

2.5.3等效裂纹长度与应力强度因子的修正40

2.5.4 Dugdale模型41

2.5.5塑性区形状43

2.5.6平面应力状态和平面应变状态的对比47

2.5.7塑性约束系数49

2.5.8厚度效应51

2.6平面应力断裂和R曲线54

2.7平面应力问题的工程概念57

2.7.1表观断裂韧性57

2.7.2 Feddersen分析方法58

习题60

参考文献60

第3章复合型脆性断裂61

3.1最大环向拉应力理论61

3.2能量释放率理论64

3.3应变能密度因子理论67

3.3.1拉伸载荷（Ⅰ型）69

3.3.2面内剪切载荷（纯Ⅱ型）70

3.3.3离面剪切（纯Ⅲ型）72

3.3.4复合型73

3.4复合型脆性断裂的工程判据74

3.4.1直线型75

3.4.2二次曲线（椭圆）型75

3.4.3高次曲线型75

习题76

参考文献77

第4章弹塑性断裂力学78

4.1 J积分理论78

4.1.1 J积分定义及其守恒性79

4.1.2线弹性条件下J积分与K和G的关系81

4.1.3 J积分的能量表达式83

4.1.4裂纹尖端弹塑性场——渐近解90

4.1.5 J主导和J控制裂纹扩展91

4.1.6 J积分准则及其应用93

4.2裂纹顶端张开位移（COD）94

4.2.1 COD定义95

4.2.2 COD准则96

4.2.3按Irwin塑性区求COD97

4.2.4 Dugdale模型与裂纹张开位移97

4.2.5 COD设计曲线100

4.3 J积分与COD的关系102

4.4稳定扩展的裂纹102

4.4.1 J阻力曲线和撕裂模量103

4.4.2裂纹尖端张开角107

习题109

参考文献110

第5章断裂力学实验112

5.1平面应变断裂韧度KIC的测试112

5.1.1测试原理和方法112

5.1.2试样和试验装置113

5.1.3试验程序115

5.1.4试验结果处理和KIC有效性判断115

5.2表面裂纹断裂韧度KIe的测试116

5.2.1测试原理和方法117

5.2.2试样118

5.2.3 KⅠe有效性判断119

5.2.4 KⅠe的应用119

5.3平面应力断裂韧度KC的测试119

5.3.1[COD]法120

5.3.2 R曲线法121

5.4应力强度因子K的柔度标定法123

5.4.1柔度标定法的原理123

5.4.2柔度标定法的具体步骤124

5.5临界裂纹张开位移δC的测试125

5.5.1测试原理和方法125

5.5.2 V和δ的换算关系125

5.5.3临界点的确定126

5.5.4确定起裂点的电位法127

5.6临界J积分值JIC的测定128

5.6.1单试样法测试JⅠC128

5.6.2 JR阻力曲线法130

习题133

参考文献134

第6章疲劳裂纹扩展135

6.1概述135

6.1.1疲劳破坏的特点135

6.1.2疲劳裂纹扩展机理和裂纹扩展过程135

6.2恒幅疲劳载荷下裂纹的扩展规律137

6.2.1疲劳裂纹扩展速率的概念137

6.2.2疲劳裂纹扩展规律138

6.2.3疲劳裂纹扩展速率的实验研究138

6.2.4疲劳裂纹扩展速率的表达式139

6.3影响疲劳裂纹扩展的主要因素141

6.3.1应力比R（或平均应力σm）的影响141

6.3.2环境影响145

6.3.3加载频率的影响147

6.3.4材料厚度的影响147

6.3.5应力强度因子变程ΔK很高和很低时裂纹扩展速率的特点148

6.3.6超载的影响149

6.4变幅载荷下裂纹扩展分析149

6.4.1变幅载荷下疲劳裂纹扩展的特点149

6.4.2考虑超载迟滞效应的计算模型153

6.4.3裂纹扩展寿命的计算160

6.5小裂纹疲劳扩展的特点160

6.5.1小（短）裂纹的定义和疲劳裂纹扩展的特点160

6.5.2小裂纹扩展速率的工程估算方法162

6.5.3疲劳全寿命预测方法简介165

6.6应力腐蚀和腐蚀疲劳裂纹扩展168

6.6.1应力腐蚀168

6.6.2腐蚀疲劳裂纹扩展172

6.6.3腐蚀疲劳裂纹扩展速率的计算公式175

6.6.4腐蚀疲劳裂纹扩展寿命的计算178

6.7应变疲劳178

习题179

参考文献180

第7章断裂力学在金属结构设计中应用182

7.1飞机结构损伤容限设计[1"para" label-module="para">

7.1.1损伤容限设计概念183

7.1.2结构损伤容限设计要求和损伤容限结构类型185

7.1.3损伤容限设计内容和步骤189

7.1.4损伤容限设计实例197

7.2焊接结构断裂安全设计[4,5]208

7.2.1焊接结构的特点208

7.2.2焊接结构脆断的断裂力学分析211

7.2.3焊接结构（零件或构件）疲劳裂纹扩展寿命估算215

7.2.4焊接结构的脆断温度215

7.3压力容器与管子的断裂安全设计217

7.3.1压力容器的脆性断裂218

7.3.2压力容器的韧性断裂221

7.3.3断裂前渗漏设计222

习题226

参考文献2262100433B