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第1章 引论 1

1.1断裂力学 1

1.1.1什么是断裂力学 1

1.1.2断裂力学的内容和方法 2

1.2断裂力学的由来 2

1.3断裂力学的模型 4

1.3.1介质模型 4

1.3.2裂纹模型 4

1.3.3线性和非线性断裂力学 6

1.4应用 8

习题 8

第2章 线性断裂力学原理 10

2.1 Griffith准则 10

2.1.1能量平衡准则 10

2.1.2能量平衡准则的普遍叙述 12

2.1.3 Irwin-Kies公式 13

2.1.4组合梁模型 15

2.2裂纹前缘的应力场和位移场与应力强度因子 16

2.2.1前缘邻域局部坐标系 16

2.2.2裂纹前缘邻域应力场、位移场的渐近展开式 17

2.2.3应力强度因子 20

2.3应力强度因子判据 22

2.3.1 Bueckner公式 22

2.3.2应力强度因子与裂纹扩展力的关系 25

2.3.3 K判据及其与G判据的等价性 26

2.3.4平面应变断裂韧性 27

2.3.5三维问题中能量释放率与应力强度因子的关系 27

2.4线性断裂力学（LEFM）的适用范围 28

2.4.1线弹性断裂力学的误差及其适用的必要条件 29

2.4.2误差相容性与小范围屈服条件 30

2.4.3常用试样平面应变线性断裂力学的适用条件 31

2.5 KIc测试原理 31

2.5.1柔度标定 31

2.5.2 KIc的直接测定方法 32

2.6复合裂纹断裂理论 35

2.6.1什么是复合裂纹断裂理论 35

2.6.2最大正应力理论 36

2.6.3能量密度因子理论 37

2.6.4纯Ⅱ型的θc和临界SIF 39

2.6.5实验验证 40

习题 42

第3章 应力强度因子的计算 47

3.1应力强度因子的性质 47

3.1.1应力强度因子基本含义 47

3.1.2与G（裂纹扩展力）的关系 47

3.1.3与载荷的线性齐次关系 48

3.1.4裂纹面上的等效载荷 49

3.1.5 SIF与J积分的关系 50

3.2二维裂纹问题的复变函数解法 51

3.2.1穆什海利希维利复变函数方法 51

3.2.2 Westergard应力函数解法 53

3.2.3Ⅲ型裂纹问题的复变函数方法 55

3.3二维裂纹问题的傅里叶变换解法 57

3.3.1傅里叶变换 57

3.3.2弹性力学平面问题的傅里叶变换解 58

3.3.3半平面上边裂纹的Ⅰ型问题 61

3.4二维裂纹问题的边界配位法 65

3.4.1二维裂纹问题的基本解 65

3.4.2边界配位法 67

3.5三维裂纹应力强度因子的解析方法 67

3.5.1轴对称问题的Hankel变换解 67

3.5.2内埋椭圆片状裂纹的Ⅰ型问题 71

3.6数值方法 76

3.6.1有限元法 76

3.6.2边界积分方程（BIE）和边界元方法 78

3.7交替计算方法与近似方法 80

3.8应力强度因子表 81

3.8.1常见的应力强度因子手册 81

3.8.2应力强度因子表的应用例 81

习题 82

第4章 线性断裂力学的应用 86

4.1一次性抗断设计 86

4.1.1一次性抗断设计4类提法 86

4.1.2圆筒形薄壁压力容器的漏泄-断裂理论 87

4.2疲劳裂纹扩展和Paris公式 88

4.3裂纹体的疲劳寿命 92

4.3.1裂纹体的永久寿命 92

4.3.2裂纹体的剩余寿命 93

4.4应力腐蚀 97

习题 99

第5章 弹塑性断裂力学和J积分 101

5.1弹塑性断裂力学概述 101

5.2线弹性断裂力学的Irwin修正 102

5.2.1塑性区的近似估计 102

5.2.2应力松弛的修正 103

5.2.3线性断裂力学的Irwin修正 104

5.3守恒积分和J积分 105

5.3.1连续介质力学中的守恒积分 105

5.3.2 J积分的Rice定义 106

5.4 J积分的性质 107

5.4.1 J积分的守恒性 108

5.4.2线弹性情况下与应力强度因子的关系 109

5.4.3 J积分与能量释放率 110

5.4.4常用试样的J积分 112

5.5 J积分的测试和临界性 113

5.5.1 J积分的单试样测试 113

5.5.2 J积分的多试样测试 113

5.5.3 JIc及其测试的有效性 114

5.6 COD理论 115

5.6.1 COD的含义 115

5.6.2小范围屈服条件下与J积分的关系 116

5.6.3弹塑性条件下与J积分的单值对应关系 117

5.7弹塑性断裂力学的其他问题 120

5.7.1 J积分的进一步研究 120

5.7.2关于弹塑性断裂力学的判据 121

习题 121

第6章 裂纹体的弹塑性分析 124

6.1 Ⅲ型裂纹问题的弹塑性分析 124

6.1.1模型和基本方程的相平面描写 124

6.1.2控制方程和边界条件 126

6.1.3线弹性渐近解 126

6.1.4小范围屈服的塑性解 127

6.1.5幂硬化材料的情况 129

6.2滑移线场和极限分析 129

6.2.1滑移线场和极限载荷 129

6.2.2三点弯曲试样的极限载荷 132

6.3带状屈服模型 134

6.3.1 D-M模型 134

6.3.2 Griffith裂纹的D-M模型分析 135

附录A应力强度因子表 138

A.1无限域的平面问题 138

A.2半平面上平面问题 140

A.3条形域的平面问题 142

A.4三维裂纹问题 150

附录B椭圆函数表 159

习题参考答案 161

索引 178

参考文献 179