断裂力学/高等院校教材

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程靳,赵树山 著
图书标签:
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出版社: 科学出版社
ISBN:9787030178961
版次:1
商品编码:12062627
包装:平装
丛书名: 高等院校教材
开本:16开
出版时间:2006-09-01
用纸:胶版纸
页数:338
字数:414000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《断裂力学/高等院校教材》是根据作者20多年来讲授“断裂力学”课程的教学经验,专门为高等院校工科本科生及研究生编写的“断裂力学”教材。
  《断裂力学/高等院校教材》理论严谨、逻辑清晰、由浅入深、易于学习。
  全书由两部分组成。第1篇是断裂力学基础,系统地讲述了断裂力学的基本理论、观点和方法,特别适用于作为本科生和研究生教材。第二篇是断裂动力学专题,讲述断裂动力学理论,是专门为研究生编写的。
  《断裂力学/高等院校教材》按“断裂力学”课程和教学需要编写,可作为高等院校工科本科生及研究生教材,也可供工程技术人员参考。

内页插图

目录








前言/序言

  断裂力学是一门比较新的学科,作者为高校本科生和研究生讲授这门课程已经20多年,但一直没有很好的教材。本书是在作者多年教学经验的基础上,根据授课讲义并参考了多部国内外教材,特别是王铎主编的《断裂力学》编写而成。
  本书分为两篇,第一篇为基础部分,重点讲述断裂力学的基础理论、方法和实验。内容包括线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学、疲劳裂纹、环境对裂纹的影响以及断裂力学实验。这部分内容适合于本科生及研究生。第二篇为断裂动力学专题内容。包括断裂动力学基本方程、基本理论、主要求解方法。除介绍若干常用方法如Winer-Hopf方法、Copson方法等外,重点介绍复变函数方法,用以求得自相似问题的解析解。书中还介绍了断裂动力学各种守恒积分及若干问题的解。在自相似理论上,本书是现有国内外书籍中介绍的相当详尽的。第二篇内容专门为研究生编写。
  本书第3~5、7~10章由程靳编写,第1、2、6章由赵树山编写。由于本书的主要目的是作为高等院校的教材,因此我们坚持王铎老师编写教材的一贯特点:理论严谨、逻辑清晰、由浅人深、易懂易学。本书适合初学者阅读,可作为高等院校工科本科生和研究生的教材,也可供工程技术人员参考。本书的第二篇断裂动力学部分内容较深,可作为研究生用教材。
《材料力学——分析与应用》 图书简介: 本书是面向高等院校理工科专业学生编写的一本系统性、综合性的材料力学教材。它旨在为读者打下坚实的理论基础,并着重培养其运用材料力学原理分析和解决工程实际问题的能力。 核心内容概述: 本书内容涵盖了材料力学领域的核心概念和方法,从基本原理出发,逐步深入到复杂问题的分析。 第一部分:绪论与基本概念 材料力学的研究对象与方法: 介绍材料力学在工程领域的重要地位,以及其分析问题所遵循的基本假设(如连续性、均匀性、各向同性、线弹性等)和分析思路。 应力与应变: 详细阐述应力(正应力、剪应力)和应变(正应变、剪应变)的概念,包括它们的物理意义、几何意义以及在不同坐标系下的表示。重点介绍应力张量和应变张量的概念及其在三维分析中的应用。 材料的力学性能: 介绍几种典型材料(如金属、高分子、陶瓷、复合材料等)的单轴拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能,包括弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、断裂韧性等关键参数。通过介绍典型的应力-应变曲线,帮助学生理解材料的宏观力学行为。 第二部分:轴向载荷与扭转 轴向拉伸与压缩: 深入分析杆件在轴向拉伸和压缩载荷作用下的应力、应变和变形。推导杆件轴向变形的公式,并探讨应力集中现象及其影响。介绍组合变形的概念。 扭转: 分析圆柱形杆件在扭转载荷作用下的应力、应变和扭转角。推导圆轴扭转的应力公式和角度公式,并讨论圆形截面和非圆形截面杆件的扭转特性。 第三部分:弯曲梁的应力与变形 梁的内力分析: 详细介绍梁的内力(剪力、弯矩)的概念,并掌握绘制剪力图和弯矩图的方法。 弯曲应力: 分析梁在弯曲载荷作用下的正应力分布。推导梁的弯曲正应力公式,并讨论中性轴的概念。介绍弯曲应力集中现象。 剪应力: 分析梁截面上的剪应力分布,推导横力剪应力公式,并讨论剪切变形对梁整体变形的影响。 梁的挠度与转角: 建立梁的挠度微分方程,并推导不同边界条件下的梁的挠度和转角计算公式。介绍几种常见的梁及其变形计算方法,如积分法、叠加法等。 第四部分:应力状态与强度理论 平面应力状态与应力变换: 介绍二维应力状态,掌握应力在不同坐标系下的变换方法,包括主应力、最大剪应力的确定。 平面应变状态与应变变换: 介绍二维应变状态,掌握应变在不同坐标系下的变换方法。 强度理论: 介绍几种常用的强度理论,如最大拉应力理论、最大剪应力理论、最大变形能理论、许西-米塞斯(Von Mises)理论等,并探讨其适用范围,为工程设计提供可靠的依据。 第五部分:压杆稳定性 细长压杆的失稳: 分析细长压杆在轴向压力作用下的稳定性问题,引入欧拉(Euler)公式,并讨论不同边界条件对压杆临界失稳载荷的影响。 第六部分:应力集中的进一步讨论 应力集中分析: 结合实例,进一步讨论不同几何形状(如孔、缺口、圆角等)对材料中应力分布的影响,以及如何通过结构设计减小应力集中。 第七部分:材料力学的应用案例与进展 工程应用实例: 结合桥梁、建筑、机械、航空航天等领域的实际工程问题,展示材料力学原理的应用。 数值分析方法简介: 简要介绍有限元方法等现代数值计算技术在材料力学问题求解中的应用,为读者了解前沿技术奠定基础。 本书特色: 理论与实践相结合: 强调理论知识在实际工程问题中的应用,通过大量的算例和习题,巩固学生对概念的理解和计算能力。 图文并茂,直观易懂: 配备丰富的示意图、工程图和实例,帮助学生更直观地理解抽象的力学概念。 循序渐进,逻辑清晰: 内容组织科学合理,从基础概念到复杂分析,层层递进,便于学生系统学习。 内容更新,紧跟前沿: 在保持经典理论的同时,适当引入现代分析方法和研究进展,拓宽学生的视野。 适用对象: 本书适用于土木工程、机械工程、航空航天工程、材料工程、工业工程等相关专业本科生,也可作为研究生入学考试的参考书目。 学习本书,您将能够: 掌握材料力学的基本概念、原理和分析方法。 能够独立分析构件在各种载荷作用下的应力、应变和变形。 掌握梁、轴等典型结构件的强度和刚度计算。 理解材料的力学性能及其在工程设计中的重要性。 为进一步学习有限元分析、结构动力学等高级课程奠定坚实基础。 本书致力于培养具备扎实理论功底和解决实际工程问题能力的复合型人才,是您材料力学学习之路的可靠伙伴。

用户评价

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我是一名材料学专业的博士生,正在进行关于材料断裂行为的研究。在我的研究领域,断裂力学是核心的基础理论之一。在我搜寻相关资料的过程中,我发现了这本《断裂力学/高等院校教材》,并被其深厚的学术底蕴所吸引。这本书在理论框架的构建上极为严谨,从能量守恒原理出发,系统阐述了线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的基本原理和核心概念。书中对断裂韧性 KIC、JIC、CTOD 等断裂参数的定义、测量方法和理论意义都有详尽的论述,这为我后续的实验研究提供了重要的理论指导。我特别欣赏书中关于断裂微观机制的探讨,它将宏观力学现象与材料的微观结构紧密联系起来,例如对解理断裂、韧窝断裂等微观断裂模式的详细分析,这对于我们理解材料的内在断裂行为至关重要。书中对疲劳断裂的深入分析,包括裂纹萌生、扩展和断裂过程,以及相关的预测模型,也为我评估材料在循环载荷下的寿命提供了重要的理论依据。我注意到书中引用了大量的经典文献和最新的研究成果,这充分体现了该书的前沿性和学术价值。虽然书中部分章节的数学推导极其复杂,涉及高等数学和数值方法,但作者的处理方式清晰且逻辑严谨,能够引导读者逐步深入。这本书无疑为我提供了宝贵的理论知识和研究思路,是我在断裂力学领域进行深入探索的得力助手。

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作为一名资深的材料工程师,我一直在寻找一本能够系统梳理断裂力学发展脉络,并且能与时俱进的教材。偶然的机会,我看到了这本《断裂力学/高等院校教材》,立刻被其厚重的学术气息和严谨的论述所吸引。这本书在梳理断裂力学基本理论方面做得非常出色,从最经典的 Griffith 能量守恒原理,到 Irwin 引入的应力强度因子概念,再到 Paris 定律描述的疲劳裂纹扩展,每一个理论的提出和发展都有清晰的脉络。让我感到惊喜的是,书中不仅涵盖了线弹性断裂力学,还深入探讨了弹塑性断裂力学,这对于理解材料在更复杂工况下的断裂行为至关重要。J 积分和 CTOD 等参数的引入,以及它们在实际工程中的应用,书中都给出了详尽的讲解。我尤其欣赏书中关于裂纹萌生和扩展机理的分析,它不仅仅是描述现象,更是尝试从微观层面去解释为什么会发生断裂。例如,关于微观断裂机制的讨论,包括解理断裂、韧窝断裂等,以及它们与材料微观结构之间的关系,让我对材料的内在属性有了更深的认识。书中引用的参考文献也十分广泛,涵盖了断裂力学领域的经典著作和最新的研究成果,这为我进一步的学术研究提供了宝贵的线索。虽然书中涉及的数学公式和物理模型非常多,但作者的处理方式相当得当,既保证了理论的严谨性,又尽量使读者易于理解。这本书无疑为我提供了宝贵的理论知识和研究思路,让我对断裂力学这一领域有了更全面、更深入的理解,并且能够更好地应用于实际的材料设计和失效分析工作中。

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我是一名退休的机械工程师,在职业生涯中,我接触过各种材料和结构的设计,也经历过一些令人扼腕的失效案例。退休后,我希望能够系统地梳理一下这些经验,并且深入理解材料断裂的深层原因。于是,我选择了这本《断裂力学/高等院校教材》。虽然我已经远离一线工作多年,但这本书依然让我感到收益匪浅。书中从最基本的概念讲起,比如应力、应变,然后引申到裂纹的产生和扩展。我特别喜欢书中关于“应力集中”的解释,它形象地说明了为什么一个微小的缺陷,在受力时会成为破坏的起点。书中关于断裂韧性的介绍,让我明白了为什么有时候高强度材料反而不如一些相对“柔软”的材料更能抵抗断裂。例如,文中对比了脆性断裂和韧性断裂的特点,并配以精美的断裂面照片,让我对这两种截然不同的破坏形式有了直观的认识。我还对书中关于疲劳损伤的章节产生了浓厚的兴趣,它描述了材料如何在长时间的循环载荷下逐渐“疲惫”,最终发生断裂,这与我职业生涯中遇到的许多失效案例不谋而合。虽然书中一些数学公式和推导对于我来说已经比较生疏,但我通过书中的文字和图示,仍然能够抓住核心的原理。这本书不仅巩固了我过去的知识,更让我从一个全新的角度去审视材料的失效过程,也让我对工程设计中的“安全冗余”有了更深刻的理解。它是一本值得细细品味的书,让我觉得学习永无止境。

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我一直对材料的失效机制和破坏过程充满好奇,尤其是当材料承受外力时,那些肉眼看不见的裂纹是如何萌生、扩展,最终导致整个结构崩溃的。在一次偶然的机会下,我翻阅了这本《断裂力学/高等院校教材》,虽然我不是科班出身,但书中的一些概念和图示却深深地吸引了我。书中详细阐述了断裂韧性、应力强度因子等关键概念,并且通过大量的实验数据和案例分析,生动地展现了材料在不同加载条件下的行为。我特别喜欢其中关于裂纹扩展方向预测的部分,它不仅仅是理论的堆砌,更是一种对物理现象的深刻洞察。想象一下,一块金属在巨大的拉力下,微小的缺陷是如何被放大,最终形成一道触目惊心的裂痕,这种过程本身就充满了戏剧性。作者在解释这些复杂理论时,尽量使用了通俗易懂的语言,并且辅以清晰的示意图,使得即使是没有深厚物理学背景的读者也能大致理解。当然,有些数学推导部分对我来说确实有些难度,需要反复琢磨,甚至要借助一些外面的资料来辅助理解。但即便如此,整体的阅读体验依然是令人振奋的。它让我开始用一种全新的视角去看待我们周围的各种材料和结构,从桥梁、飞机到日常的电子产品,我开始思考它们是如何在设计中考虑到断裂的风险,以及在制造过程中是如何控制材料缺陷的。这本书不仅仅是一本教材,更像是一扇通往材料科学神秘领域的大门,它激起了我更深入探索的欲望,让我对工程设计中那些看似不起眼的细节有了更深的敬畏。我常常会想起书中关于疲劳断裂的章节,那些周期性的应力是如何一点点蚕食材料的强度,最终导致灾难性的后果,这让我对产品的寿命和可靠性有了更直观的认识。

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我是一位对工程结构安全非常关注的普通读者,虽然没有接受过专业的工程教育,但出于对身边建筑、桥梁等宏大工程的好奇,我常常会去阅读一些相关的科普书籍。这次我选择的是这本《断裂力学/高等院校教材》,虽然名字听起来很学术,但我希望从中能够找到一些关于结构为何会“断裂”的答案。书中关于断裂韧性 KIC 的概念,以及应力强度因子 K 的计算,虽然有数学公式,但通过配图和文字的结合,我能够大致理解一个裂纹在不同形状的材料上,承受不同载荷时,其危险程度是如何衡量的。书中最吸引我的部分是关于断裂模式的描述,比如脆性断裂和韧性断裂的差异,以及它们在材料断裂面上的不同表现。我脑海里会不由自主地联想到一些新闻报道中关于桥梁垮塌、飞机坠毁的事故,思考它们是否与这些断裂力学原理有关。虽然书中很多关于材料力学和弹性力学的背景知识我并不熟悉,需要跳过一些过于专业的章节,但我依然能从中获益良多。书中关于疲劳裂纹生长速度的讨论,也让我对日常用品的寿命有了一个新的认识,比如一些经常使用的金属零件,即便没有受到过大的冲击,也可能因为长时间的微小应力作用而产生裂纹,最终导致失效。这本书让我明白,所谓的“安全”并不是绝对的,而是一个需要通过科学的理论和精密的计算来保障的动态过程。它让我对工程师们的工作有了更深的敬意,也让我对我们身处的工程世界有了更细致的观察。

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我是一名对工程材料失效机理感兴趣的普通读者,虽然没有接受过专业训练,但我总想弄明白为什么那些坚固的物体会突然断裂。在网上看到了这本《断裂力学/高等院校教材》,抱着学习的心态入手了。一开始,书名给我一种很强的距离感,觉得它可能充满了晦涩难懂的公式。但当我翻开它,发现事情并非如此。书中用大量的图示来解释概念,比如应力集中、裂纹尖端应力场等,虽然有些公式我看不懂,但结合图例,我能大致理解裂纹是如何影响材料强度的。我对书中关于“断裂韧性”的解释印象深刻,它不像简单的强度那样只关注材料能承受多大的力,而是考虑到裂纹存在的情况下,材料还能抵抗多大的力才算真正的“断裂”。这让我明白了为什么有些材料虽然硬度很高,但却容易脆裂,而有些材料虽然看起来不那么硬,却反而更具韧性。书中关于疲劳裂纹扩展的描述也很有意思,它讲述了那些看似微不足道的周期性应力是如何一点点地“腐蚀”材料,最终导致灾难性的后果,这让我对日常用品的耐用性有了更深的认识。虽然书中有些理论部分对我来说过于专业,需要花费很多时间和精力去理解,但我依然从中获得了许多启发。它让我对材料的“内在”属性有了更深的关注,也让我明白,工程的“安全”背后,蕴含着无数科学家的智慧和努力。

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我是一名初入职场的结构工程师,断裂力学是我们日常工作中需要考虑的重要因素。在选择教材时,我对比了多本,最终选择了这本《断裂力学/高等院校教材》。这本书的特点在于其理论的系统性和内容的全面性。它从最基本的应力分析出发,逐步引导读者理解断裂的各种力学模型,包括线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学。书中对各种断裂参数,如应力强度因子 K、断裂韧性 KIC、J 积分和 CTOD 等,都进行了详细的定义、计算方法和应用场景的介绍,这对于我们进行结构安全评估非常有帮助。我特别喜欢书中关于疲劳裂纹扩展的章节,它详细介绍了裂纹扩展的各种模式和影响因素,并且提供了多种预测模型,这对于我们评估结构在长期服役过程中的可靠性至关重要。此外,书中还涉及了断裂过程的数值模拟方法,这对于我们处理复杂几何形状和加载条件的结构件非常有价值。书中引用了大量的工程实例和案例分析,这使得理论知识与实际工程应用相结合,更容易理解和掌握。虽然书中部分章节的数学推导比较复杂,需要具备一定的数学基础,但其清晰的结构和逻辑性,使得我们可以有条不紊地学习。总的来说,这本书为我提供了坚实的理论基础和实用的工程应用指导,是我职业生涯中不可多得的参考书。

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我是一名从事航空航天材料研发的工程师,断裂力学是我们工作中不可或缺的基础。在众多同类书籍中,我选择了这本《断裂力学/高等院校教材》,希望能从中找到对我们前沿研究有价值的指导。这本书在理论深度和广度上都做得相当出色。它不仅涵盖了传统的线弹性断裂力学,如 KIc、Jc 等,还对弹塑性断裂力学中的一些关键概念,如裂纹尖端张开位移 (CTOD) 和非线性断裂参数进行了深入的阐述。我特别欣赏书中关于损伤力学和断裂判据的讨论,这为我们评估材料在复杂载荷和高温环境下的服役寿命提供了理论依据。书中关于断裂韧性增强机制的分析,例如引入第二相粒子、晶粒细化等,为我们设计新型高韧性材料提供了思路。此外,书中对复合材料和薄膜材料的断裂行为也进行了探讨,这对于我们开发轻质高强的航空航天材料至关重要。我注意到书中引用了大量的最新研究成果和实验数据,这表明该书具有很高的时效性,能够反映断裂力学领域的最新进展。虽然书中部分章节的数学模型相当复杂,需要具备较强的数学功底才能完全理解,但其清晰的逻辑结构和严谨的推导过程,为我们深入研究提供了坚实的基础。这本书无疑是一本具有很高学术价值的参考书,它不仅能够帮助我们巩固断裂力学的基本理论,更能启发我们在材料设计和失效分析方面进行更深入的探索。

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我是一名正在准备毕业设计的机械工程专业的学生,断裂力学一直是困扰我的一个难题。在老师的推荐下,我入手了这本《断裂力学/高等院校教材》。坦白说,一开始我对这本书的期待并不算太高,觉得可能就是一本枯燥的理论书籍,充斥着各种公式和定理。但当我真正开始阅读后,我才意识到我的想法是多么的片面。这本书的编排非常有条理,从最基础的应力应变概念讲起,逐步深入到能量原理、裂纹尖端场等核心内容。最让我印象深刻的是,书中并没有仅仅停留在理论层面,而是花了大量的篇幅去介绍各种断裂力学模型,比如 Griffith 理论、Irwin 理论,以及更进一步的 J 积分和 CTOD 等。这些模型是如何一步步发展起来的,各自的优缺点是什么,书中都给出了非常详尽的阐述。在解决实际问题方面,书中提供了许多典型的算例,从简单的平板模型到复杂的结构件,每一步的计算过程都清晰明了,这对于我这种需要将理论应用于实践的学生来说,简直是如获至宝。我特别喜欢书中关于断裂韧性测试方法的部分,详细介绍了 KIC、JIC 等测试的标准和操作流程,这对于我后续进行实验设计和数据分析非常有帮助。虽然有些章节的数学推导非常复杂,涉及到张量分析和有限元方法,但我相信通过反复的练习和与同学的讨论,我能够逐步掌握这些工具。这本书让我对材料的失效机制有了更深刻的理解,也为我的毕业设计提供了坚实的理论基础和方法指导。我甚至开始思考,未来在职业生涯中,如何运用这些知识去设计更安全、更可靠的机械设备。

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我是一名正在攻读工程力学硕士学位的学生,断裂力学是我的研究方向之一。在导师的推荐下,我选择了这本《断裂力学/高等院校教材》。这本书在理论体系的构建上非常完善,从断裂的宏观现象出发,循序渐进地引入了能量原理、应力分析、裂纹扩展准则等核心概念。书中对于断裂韧性 KIC、JIC 等断裂参数的定义、测量方法和影响因素都有详细的介绍,这对于我们进行实验设计和结果分析非常有指导意义。我尤其喜欢书中关于疲劳断裂的章节,它详细阐述了 Paris 定律、Walker 定律等裂纹扩展模型,并且通过丰富的实验数据验证了这些模型的有效性。这对于我们理解材料在循环加载条件下的寿命预测至关重要。书中对弹塑性断裂力学的介绍也十分详尽,特别是 J 积分和 CTOD 的概念,以及它们在评估结构完整性方面的应用,为我们研究非线性断裂问题提供了有力工具。我发现书中对断裂过程的微观机制也有深入的探讨,包括不同断裂模式下的形变和能量耗散,这有助于我们从更根本的层面理解材料的断裂行为。虽然书中部分章节的数学推导相当繁琐,需要扎实的数学基础,但作者的讲解清晰且逻辑性强,使得我们可以逐步理解。这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更在研究方法和思路上给了我很多启发。

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好书

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印刷的不好,字体不清楚

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